Realización De Un “Gedankenexperiment”

se pueden producir y manipular cuatro partículas de luz

Esta ilustración abstracta muestra que se pueden producir y manipular cuatro partículas de luz de tal manera que luego se puede decidir en qué estado cuántico se encuentran dos de las partículas. Crédito: Jon Heras, Equinox Graphics Ltd.

Un nuevo estudio que se publicará esta semana describe cómo los físicos de la Universidad de Viena demostraron en un experimento que la decisión de si dos partículas estaban en un estado cuántico entrelazado o separable se puede tomar incluso después de que se hayan medido estas partículas y es posible que no ya existen.

Los físicos del grupo del profesor Anton Zeilinger del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica (IQOQI), la Universidad de Viena y el Centro de Viena de Ciencia y Tecnología Cuántica (VCQ) han demostrado, por primera vez, en un experimento que la decisión de si dos partículas estaban en un estado cuántico entrelazado o separable se puede tomar incluso después de que estas partículas se hayan medido y es posible que ya no existan. Sus resultados serán publicados esta semana en la revista “ Nature Physics ”.

Estados entrelazados

Según el físico austriaco Erwin Schrödinger, el entrelazamiento es el rasgo característico de la mecánica cuántica. Además de su papel crucial para los cimientos de la física, el entrelazamiento también es un recurso clave para las próximas tecnologías de información cuántica, como la criptografía cuántica y la computación cuántica. Las partículas entrelazadas exhiben correlaciones que son más fuertes e intrincadas que las permitidas por las leyes de la física clásica. Si dos partículas están en un estado cuántico entrelazado, tienen propiedades conjuntas perfectamente definidas a costa de perder sus propiedades individuales. Esto es como tener dos dados que no tienen orientación hasta que están sujetos a medición, en los que ciertamente muestran el mismo lado (aleatorio) hacia arriba. Por el contrario, los llamados estados cuánticos separables permiten una descripción clásica, porque cada partícula tiene propiedades bien definidas por sí misma. Dos dados, cada uno de ellos con su propia orientación bien definida, se encuentran en un estado separable. Ahora bien, uno pensaría que al menos la naturaleza del estado cuántico debe ser un hecho objetivo de la realidad. O los dados están enredados o no. El equipo de Zeilinger ha demostrado ahora en un experimento que este no es siempre el caso.

Emocionante realización de un “Gedankenexperiment”

Los autores realizaron experimentalmente un “Gedankenexperiment” llamado “intercambio de entrelazamiento de elección retardada”, formulado por Asher Peres en el año 2000. Se producen dos pares de fotones entrelazados y un fotón de cada par se envía a una fiesta llamada Victor. De los dos fotones restantes, un fotón se envía a la fiesta Alice y otro se envía a la fiesta Bob. Víctor ahora puede elegir entre dos tipos de medidas. Si decide medir sus dos fotones de tal manera que se vean obligados a estar en un estado entrelazado, entonces también el par de fotones de Alice y Bob se entrelaza. Si Víctor elige medir sus partículas individualmente, el par de fotones de Alice y Bob terminará en un estado separable. La tecnología de óptica cuántica moderna permitió al equipo retrasar la elección y medición de Victor con respecto a las mediciones que Alice y Bob realizan en sus fotones. “Descubrimos que si los fotones de Alice y Bob están entrelazados y muestran correlaciones cuánticas o son separables y muestran correlaciones clásicas, se puede decidir una vez que se han medido”, explica Xiao-song Ma, autor principal del estudio.

Según las famosas palabras de Albert Einstein, los efectos del entrelazamiento cuántico aparecen como “acción espeluznante a distancia”. El experimento reciente ha dado un paso notable más. “Dentro de una visión clásica ingenua de palabras, la mecánica cuántica puede incluso imitar una influencia de acciones futuras sobre eventos pasados”, dice Anton Zeilinger.

Imagen: Jon Heras, Equinox Graphics Ltd

Intercambio experimental de entrelazamientos de elección tardía: Xiao-song Ma, Stefan Zotter, Johannes Kofler, Rupert Ursin, Thomas Jennewein, Časlav Brukner y Anton Zeilinger. Física de la naturaleza (2012) DOI: 10.1038 / NPHYS2294

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