¿Cuáles son los principales temas de investigación en mecánica cuántica, aparte de la fenomenología de partículas?

Además de la fenomenología (el puente de la física teórica y experimental mediante el uso de cálculos teóricos para derivar hipótesis y situaciones de prueba para experimentos), hay algunos problemas en ingeniería que se enfrentan a problemas de mecánica cuántica:

* Las rutas en los procesadores de computadora ya son tan estrechas y tan juntas que un efecto llamado “túnel cuántico” puede hacer que un electrón literalmente desaparezca de una ruta de circuito y aparezca en otra, sin condiciones suficientes para un arco eléctrico tradicional. Actualmente, esto no es lo suficientemente significativo como para afectar los cálculos; los voltajes de umbral que señalan “encendido” son mayores que los producidos por electrones tunelizados. Sin embargo, a tamaños de circuito suficientemente pequeños, posiblemente dentro de una generación o dos de diseño de microprocesador, la incertidumbre cuántica comenzará a hacer cálculos no deterministas. La solución al problema es aumentar la barrera para hacer túneles a través de la elección de materiales, mientras se permite que las distancias continúen reduciéndose, o bien inventar un nuevo sistema de cómputo que no dependa de circuitos eléctricos y semiconductores.

* En líneas similares, el proceso de epitaxia de película delgada que se usa actualmente para “imprimir” CPU requiere un rayo láser para “grabar” las rutas en el sustrato, que luego se llena con material conductor o semiconductor emitido en la cámara en un vacío intenso y altas temperaturas. La próxima generación de miniaturización requerirá que el haz sea más estrecho que el ancho de la vibración transversal de un fotón a través del espacio, “difuminando” las vías grabadas a medida que los fotones impactan el sustrato en diferentes puntos. Se requerirán nuevas tecnologías para aumentar la capacidad de enfocar la luz, al filtrarla no solo en la polaridad, sino también en la fase relativa de los fotones.