Entrelazamiento cuántico para medir la rotación de la Tierra

Unos científicos han llevado a cabo un experimento pionero en el que han medido el efecto de la rotación de la Tierra sobre fotones entrelazados cuánticamente. El experimento representa un logro significativo que amplía los límites de la sensibilidad a la rotación en sensores basados en el entrelazamiento cuántico, sentando potencialmente las bases para nuevas vías de investigación en la intersección entre la mecánica cuántica y la relatividad general.

El experimento lo ha realizado un equipo integrado, entre otros, por Raffaele Silvestri y Philip Walther, ambos de la Universidad de Viena en Austria.

Los interferómetros Sagnac ópticos son los dispositivos más sensibles a las rotaciones. Su precisión sin parangón los ha venido situando como la herramienta definitiva para medir velocidades de rotación, con la única limitación de que no pueden ir más allá de la física clásica.

Los interferómetros que emplean el entrelazamiento cuántico tienen el potencial de superar esa limitación. Sin embargo, el prometido salto cuántico en sensibilidad se ha visto obstaculizado por la naturaleza extremadamente delicada del entrelazamiento cuántico. Aquí es donde el nuevo experimento marca la diferencia.

Silvestri, Walther y sus colegas construyeron un interferómetro Sagnac gigante de fibra óptica y mantuvieron el “ruido” bajo y estable durante varias horas. Esto permitió detectar suficientes pares de fotones entrelazados cuánticamente y de alta calidad como para superar en mil veces la precisión de mediciones de rotación anteriores.

El experimento ha permitido captar con éxito el efecto de la rotación de la Tierra sobre un estado de entrelazamiento cuántico máximo entre dos fotones.

Recreación artística del experimento. (Imagen: Marco Di Vita. CC BY)

Además, los resultados confirman la interacción de sistemas de referencia en rotación con el entrelazamiento cuántico, tal y como se describe en la teoría de la relatividad de Einstein y en la mecánica cuántica.

Silvestri, Walther y sus colegas exponen los detalles técnicos de su experimento en la revista académica Science Advances, bajo el título “Experimental Observation of Earth's Rotation with Quantum Entanglement”. (Fuente: NCYT de Amazings)