El nuevo dispositivo, descrito en la web de tecnologías Technology Review, fue diseñado por un equipo ruso-alemán liderado por el físico ruso Alexéi Ustínov y se basa en qubits superconductores de estado sólido (sistemas cuánticos capaces de almacenar información como los átomos).

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El primer metamaterial cuántico está compuesto por resonadores de 20 anillos hendidos (fragmentos de metal en forma de C) que fueron creados para interactuar con las microondas cortas. Estos metamateriales disponen de propiedades exóticas, tales como un índice de refracción negativo, que permitiría, por ejemplo, refractar la luz por otro camino”.

En el nuevo dispositivo los qubits de anillos se combinan en un sistema cuántico, ya que se encuentran muy próximos unos de otros y al resonador de microondas. Esto aumenta radicalmente la interacción de los qubits individuales entre sí, lo que se ha manifestado experimentalmente en forma de un pequeño pero significativo cambio en la fase de fotones absorbidos.

Resonadores de microondas similares al utilizado por los autores del estudio se utilizan comúnmente para crear metamateriales simples (dispositivos que permiten lograr propiedades macroscópicas inusuales). Por ejemplo, con esos resonadores se puede crear un capa de invisibilidad para la radiación de microondas, análogos de agujeros negros o lentes con propiedades peculiares.

Hasta ahora los científicos utilizaban resonadores clásicos, que no tienen propiedades cuánticas. Los nuevos metamateriales cuánticos, por su parte, difieren de los clásicos principalmente por una fuerza de interacción más potente entre los qubits y el campo electromagnético y por la ausencia de pérdidas debido a la resistencia.

De acuerdo con los autores, los metamateriales cuánticos podrían utilizarse para crear detectores de fotones únicos de microondas, conmutadores de fase y muchos otros dispositivos.