Los dispositivos que funcionan según los principios de la física cuántica incluyen láseres, transistores y máquinas de resonancia magnética. Los láseres funcionan basándose en la emisión estimulada, un proceso cuántico en el que los fotones inducen a los átomos a emitir fotones adicionales de forma coherente. Los transistores, los componentes básicos de la electrónica moderna, aprovechan la mecánica cuántica para controlar el flujo de electrones a través de materiales semiconductores. Las máquinas de resonancia magnética utilizan principios de resonancia magnética nuclear, que involucra propiedades cuánticas de núcleos atómicos en campos magnéticos para producir imágenes detalladas del cuerpo humano.
Las herramientas utilizadas en la física cuántica abarcan una variedad de instrumentos y marcos teóricos sofisticados. Las computadoras cuánticas, que utilizan bits cuánticos o qubits para realizar cálculos complejos, son una herramienta clave en la investigación de la física cuántica. Otras herramientas incluyen aceleradores de partículas, que exploran el comportamiento de partículas subatómicas a altas energías, y espectrómetros, que analizan la interacción de la materia y la radiación electromagnética para comprender los estados cuánticos. Además, el software avanzado para simulaciones y algoritmos cuánticos ayuda en estudios teóricos y aplicaciones prácticas.
Los dispositivos electrónicos que utilizan la teoría cuántica prevalecen en la tecnología moderna. El túnel cuántico es un principio crítico en los dispositivos de memoria flash, donde los electrones atraviesan barreras aislantes para almacenar datos. Los puntos cuánticos, pequeñas partículas semiconductoras, se utilizan en tecnologías de visualización avanzadas e imágenes médicas debido a sus propiedades ópticas únicas. Además, los circuitos superconductores de las computadoras cuánticas funcionan basándose en la coherencia y el entrelazamiento cuánticos, lo que permite una potencia computacional sin precedentes.
La tecnología que se basa en la física cuántica es fundamental para diversas aplicaciones avanzadas. La criptografía cuántica, que utiliza principios de la mecánica cuántica para proteger la comunicación, garantiza la seguridad de los datos aprovechando el principio de incertidumbre. Los sensores cuánticos, utilizados en mediciones precisas de cantidades físicas como campos magnéticos y tiempo, se benefician de la superposición y el entrelazamiento cuánticos. Además, la computación cuántica pretende revolucionar la informática resolviendo problemas actualmente intratables para las computadoras clásicas, utilizando los principios de la mecánica cuántica para lograr una potencia de procesamiento superior.
Los dispositivos cuánticos son sistemas especializados que utilizan propiedades de la mecánica cuántica para realizar funciones que los dispositivos clásicos no pueden lograr. Los ejemplos incluyen computadoras cuánticas, que utilizan qubits para realizar cálculos complejos mediante superposición y entrelazamiento cuánticos. Los sensores cuánticos aprovechan los efectos cuánticos para medir cantidades físicas con extrema precisión. Además, los dispositivos de comunicación cuántica, como los utilizados en la distribución de claves cuánticas, proporcionan una transmisión de datos altamente segura al aprovechar los principios del entrelazamiento cuántico y la incertidumbre.