Los resultados del entrelazamiento de tres vías apuntan a mejores códigos cuánticos

el mes pasado tres científicos ganó el premio nobel de física por su trabajo que demuestra una de las realidades más contrarias a la intuición pero con consecuencias del mundo cuántico.Mostraron que dos partículas cuánticas entrelazadas deben considerarse un solo sistema, sus estados están inexorablemente entrelazados entre sí, incluso si las partículas están separadas en grandes distancias. En la práctica, este fenómeno de "no localidad" significa que el sistema que tiene frente a usted puede verse afectado instantáneamente por algo que se encuentra a miles de kilómetros de distancia.

El entrelazamiento y la no localidad permiten a los informáticos crear códigos indescifrables. En una técnica conocida como distribución de clave cuántica independiente del dispositivo, un par de partículas se entrelazan y luego se distribuyen a dos personas. Las propiedades compartidas de las partículas ahora pueden servir como un código que mantendrá las comunicaciones seguras incluso desde las computadoras cuánticas, máquinas capaces de romper las técnicas de encriptación clásicas.

Pero, ¿por qué detenerse en dos partículas? En teoría, no existe un límite superior para la cantidad de partículas que pueden compartir un estado entrelazado. Durante décadas, los físicos teóricos han imaginado conexiones cuánticas de tres, cuatro o incluso 100 vías, algo como esto permitiría una internet cuántica segura totalmente distribuida. Ahora, un laboratorio en China ha logrado lo que parece ser un entrelazamiento no local entre tres partículas a la vez, lo que potencialmente aumenta el poder de la criptografía cuántica y las posibilidades de las redes cuánticas en general.

"La no localidad bilateral ya es bastante loca", dijo Pedro Birkhorstteórico de la información cuántica de la Universidad de Nueva Orleans."Pero resulta que la mecánica cuántica puede hacer cosas que incluso van más allá cuando tienes tres lados".

Los físicos han entrelazado más de dos partículas antes. El registro está en algún lugar en el medio 14 partículas y 15 billonesdepende de a quién le preguntes. Pero solo estaban a distancias cortas, solo a pulgadas de distancia como máximo. Para hacer que el entrelazamiento multifacético sea útil para la criptografía, los científicos deben ir más allá del simple entrelazamiento y demostrar la no localidad: "un listón alto para lograr", dijo. eli loboteórico cuántico del Perimeter Institute for Theoretical Physics en Waterloo, Canadá.

La clave para probar la no localidad es probar si las propiedades de una partícula coinciden con las propiedades de la otra, el sello distintivo del entrelazamiento, una vez que están lo suficientemente separadas como para que nada más pueda causar los efectos.Por ejemplo, una partícula que todavía está físicamente cerca a su gemelo enredado puede emitir radiación que afecta al otro. Pero si están a una milla de distancia y se miden prácticamente instantáneamente, entonces probablemente solo estén conectados por enredo. Los experimentadores usan un conjunto de ecuaciones llamado Desigualdades en forma de campana para descartar todas las demás explicaciones de las propiedades de las partículas asociadas.

Con tres partículas, el proceso de probar la no localidad es similar, pero hay más posibilidades de exclusión. Esto se suma a la complejidad tanto de las mediciones como de los aros matemáticos que los científicos deben atravesar para probar la conexión no local de las tres partículas. Tienes que encontrar una forma creativa de abordarlo”, dijo Bierhorst, y tener la tecnología para crear las condiciones adecuadas en el laboratorio.

En los resultados publicados en agosto, un equipo de Hefei, China, dio un salto crucial. Primero, disparando láseres a través de un tipo especial de cristal, ellos enredado tres fotones y los colocó en diferentes áreas de la instalación de investigación, a cientos de metros de distancia. Luego midieron simultáneamente una propiedad arbitraria de cada fotón. Los investigadores analizaron las medidas y descubrieron que la conexión entre las tres partículas se explicaba mejor mediante tres cuantos.Esta fue la demostración más completa de la no localidad de tres vías hasta la fecha.

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