Juan Carlos López
Editor Senior - TechEn el exótico mundo de la física cuántica probablemente hay pocos fenómenos más extraños que el entrelazamiento. Este mecanismo cuántico no tiene un equivalente en la física clásica, y consiste en que el estado de los sistemas cuánticos involucrados, que pueden ser dos o más, es el mismo. Esto significa que estos objetos, en realidad, forman parte de un mismo sistema, incluso aunque estén separados físicamente. De hecho, la distancia no importa.
Si dos partículas, objetos o sistemas están entrelazados mediante este fenómeno cuántico, cuando midamos las propiedades físicas de uno de ellos estaremos condicionando instantáneamente las propiedades físicas del otro sistema con el que está entrelazado. Incluso aunque esté en la otra punta del universo.
Suena a ciencia ficción, es verdad, pero por muy extraño y sorprendente que nos parezca este fenómeno se ha comprobado empíricamente. De hecho, es, junto a la superposición de estados, uno de los principios fundamentales de la computación cuántica. Sí, sin entrelazamiento cuántico los prototipos de ordenadores cuánticos fabricados por IBM, Google, Honeywell o IonQ, entre muchas otras empresas, no existirían. Esta es la razón por la que los físicos se están esforzando para conocer lo mejor posible las características de este fenómeno cuántico tan extraño.
Parece instantáneo, pero no lo es
Los científicos son capaces desde hace ya varios años de establecer el entrelazamiento cuántico a voluntad entre dos o más partículas, aunque continúa siendo un escenario de experimentación muy complejo y en continua evolución. Si lo pensamos bien resulta muy impactante que el ser humano haya logrado controlar en cierta medida un mecanismo cuántico tan exótico y en principio ajeno a nuestra intuición. Pero sí, empleando fotones, iones atrapados o cúbits superconductores manipulados con pulsos de microondas, entre otras opciones, es posible desencadenar el entrelazamiento.
El software de simulación desarrollado por estos científicos es capaz de emular los procesos ultrarrápidos que tienen lugar en el contexto de la mecánica cuántica
Habitualmente se describe este mecanismo cuántico como un fenómeno instantáneo. De hecho, yo mismo lo he hecho unas líneas más arriba. Sin embargo, no lo es. Y lo sabemos porque varios grupos de investigación de Austria y China han trabajado juntos en el desarrollo de un software de simulación que es capaz de emular los procesos ultrarrápidos que tienen lugar en el contexto de la mecánica cuántica. Incluido, por supuesto, el entrelazamiento. Han dado a conocer el resultado de su investigación en un apasionante artículo que podemos encontrar en Physical Review Letters.
Para estos físicos lo realmente importante no es solo medir el tiempo que tarda en establecerse el entrelazamiento cuántico entre dos o más partículas o sistemas; su investigación también persigue entender mejor cómo se desarrolla este mecanismo y qué efectos físicos resultan determinantes en escalas de tiempo extremadamente cortas. Sea como sea el experimento que han diseñado les ha llevado a concluir que el entrelazamiento entre dos electrones tarda en consolidarse en promedio 232 attosegundos. Es un periodo de tiempo tan reducido que cuesta imaginarlo. De hecho, un attosegundo equivale a una trillonésima parte de un segundo (10⁻¹⁸ segundos). Ahí queda eso.
Imagen | CERN
Más información | Physical Review Letters
En Xataka | El tiempo negativo existe. Esta evidencia es el último regalo que nos ha hecho la física cuántica
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10 comentarios
ayrton_senna
Se están mezclando dos conceptos.
1. La preparación del estado cuántico, para que dos electrones pasen a formar parte de un sistema con un estado entrelazado. Probablemente se esté refiriendo al spin de uno y otro. Este primer paso es el que tarda tantos atosegundos. Es una operación macroscópica .
2. La "propagación instantánea" del estado durante una medición posterior. Es una "propagación instantanea" hablando de manera grotesca. Es infinítamente más rápida que el paso uno. En realidad no es una propagación instantánea, ni tarda cero. Es ummm, como decirlo, una ley que se cumple al medir cualquier sistema cuántico. Por la misma razón que no tiene sentido hablar de cuánta distancia hay entre las dos partículas entrelazadas ya que da igual que estén a 1 milímetro o al otro lado del universo en el momento de realizar la medida, no tiene sentido hablar de cuánto tiempo hay entre una y otra. Y si no tiene sentido hablar de espacio, ni de tiempo, tampoco de velocidad.
La simulación se refiere al paso 1 solamente. La preparación del experimento.
Trocotronic
Parece muy poco pero a escala quántica no lo es tanto. Comparémoslo con el tiempo de Planck de 10^{-44} y nos parecerá que 232 attosegundos son una eternidad. En comparación a escala humana equivaldría a 300 millones de veces la edad de todo el Universo. Casi nada.
sanamarcar
"Es un periodo de tiempo tan reducido que cuesta imaginarlo" No me cuesta nada imaginarlo mas que nada porque hemos puesto el SI en nuestra medida, y el universo va a su bola, seguramente nuestra unidad de tiempo deba ser cambiada en el futuro, un segundo es mucho tiempo. A veces dar dramatismo a las cosas consigues precisamente lo contrario. Yo siempre estoy a favor de la ciencia, pero por encima de la ciencia los humanos, y a veces me pregunto cuando la gente demanda cosas mas sencillas y menos costosas, no se le ofrecen, y luego este tipo de experimentos quizás con fines mas perversos si hay dinero. Supongo que las prioridades es algo que aun nos queda por mejorar... porque supongo que este estudio se hizo con dinero privado y rentable.
asdfer
¿Como se puede simular un proceso que no se sabe como se produce?
jozeico
Titular engañoso: no sabemos, es una SIMULACIÓN