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Jueves, 17 abril 2014
Física

Espectacular entrelazamiento cuántico entre fotones en tres lugares distintos

Por primera vez, se ha demostrado la distribución de tres fotones entrelazados cuánticamente en tres lugares diferentes, separados por varios centenares de metros.

La proeza la ha logrado un equipo de físicos del Instituto de Computación Cuántica (IQC) en la Universidad de Waterloo en Canadá.

El entrelazamiento cuántico, descrito en una ocasión por Einstein como "acción fantasmal a distancia", es un fenómeno de la mecánica cuántica en el que existe una correlación muy fuerte entre las partículas cuánticas implicadas. Estos sistemas cuánticos no pueden describirse independientemente uno de otro, ni siquiera aunque estén separados por grandes distancias. Esto parece desafiar lo que Einstein llamó "el principio de acción local", la regla que indica que los objetos muy alejados unos de otros remotos no pueden influenciarse mutuamente de manera directa, y que un objeto está influenciado directamente sólo por los objetos de su entorno inmediato. Mediante la medición de estas correlaciones, los autores del experimento han logrado demostrar esta aparente propiedad que las partículas entrelazadas cuánticamente tienen para influirse mutuamente en sus respectivos estados, incluso cuando están separadas por grandes distancias.

Para probar más allá de toda duda que no hubiera variables locales ocultas que fueran responsables de la correlación entre los tres fotones, el equipo de Thomas Jennewein y Kevin Resch necesitaba separar a los fotones entrelazados de una manera que no permitiera que una señal coordinase el comportamiento de los fotones. Los investigadores lo hicieron emitiendo los fotones entrelazados desde el tejado del laboratorio, hacia grandes camiones con remolque, de tipo tráiler, equipados con instrumental científico y aparcados en sitios ubicados a varios cientos de metros del laboratorio.

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Foto de la zona donde se hizo el experimento, con indicaciones de la posición del tejado del laboratorio y la ubicación de los camiones, así como las distancias. Un tráiler estaba a 772 metros del laboratorio, y el otro a 686. (Imagen: Universidad de Waterloo)

Cada remolque contenía detectores, dispositivos de marcación de tiempo y generadores de números aleatorios.

Los generadores de números aleatorios determinaban cómo se mediría el fotón en cada remolque, de forma independiente. Los dispositivos de marcación de tiempo garantizaban que las mediciones se hicieran en una ventana de tiempo muy pequeña, es decir, sin que ninguna información pudiera ser transmitida a tiempo de un lugar a otro durante el período de medición.

El experimento demostró que las tres partículas seguían entrelazadas cuánticamente a pesar de su distribución en tres lugares distintos.

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