El Extraño Enredo Cuántico Logra Un Nuevo Récord

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Los físicos han batido un récord en "eficiencia de heralding", que les permite detectar pares conectados de partículas en el extraño estado de enredo cuántico.

Un nuevo avance en el extraño negocio del "enredo cuántico" puede hacer que la medición de partículas extrañamente conectadas sea más fácil que nunca, dicen los científicos.

Bajo las reglas de la mente cuántica que doblan la mente, dos partículas pueden enredarse de modo que conserven una conexión, incluso cuando se separan en largas distancias. Las propiedades entre los dos están correlacionadas de modo que una acción realizada en uno afectará al otro.

Para estudiar partículas enredadas, los físicos tienen que ser capaces de detectarlas. En algunos experimentos, los investigadores miden primero uno de los pares enmarañados, y sus señales de presencia, o "anuncia", la presencia de la segunda partícula. Recientemente, un equipo de físicos en el Joint Quantum Institute en College Park, Md., Logró un nuevo récord en eficiencia de vanguardia, lo que significa que pudieron detectar pares de partículas gemelas de manera más eficiente que nunca. [Cómo funciona Quantum Enredo (Infografía)]

En el experimento, los investigadores utilizaron lo que se llama un láser de bomba para producir un haz de luz que pasa a través de un tipo especial de cristal. Ocasionalmente, los fotones de luz en el rayo láser se dividirán en dos, esencialmente, mientras pasan a través del cristal, creando un nuevo par de fotones correlacionados. Estos fotones llegarán a la pantalla del detector en un lugar preciso, por lo que si los investigadores encuentran uno, saben dónde buscar para encontrar el otro.

Realizar estos tipos de medidas requiere una precisión extrema y una alineación exacta. "Esa alineación es difícil, porque cuando estoy fuera, todavía veo mucha luz, simplemente no es la luz correcta", dijo el físico del Instituto Quantum del Conjunto, Alan Migdall, quien dirigió el estudio.

Para saber si estos pares de fotones están enredados, los investigadores buscan partículas que lleguen a los detectores al mismo tiempo.

"Tenemos contadores de fotones", explicó Migdall. "Un fotón entrante hace 'clic', luego miramos al otro lado, y si los fotones son aleatorios, el tiempo entre un detector y el otro podría ser cualquier diferencia de tiempo. Pero si nacen al mismo tiempo, entonces hay una alta probabilidad de que el otro detector haga clic dentro de, por ejemplo, un nanosegundo ".

La mejora de la eficiencia de estas mediciones de referencia ayudará en los intentos de comprender la naturaleza del enredo cuántico, dijeron los científicos. Por ejemplo, el mecanismo de creación de pares de fotones utilizado en el laboratorio de Migdall se puede aplicar a lo que se llama una prueba de Bell, que se utiliza para determinar si dos partículas están realmente enredadas.

"La idea es que estamos creando un par de tal forma que tengan una propiedad conjunta determinada, pero la propiedad individual no solo es desconocida, sino que ni siquiera existe", dijo Migdall a WordsSideKick.com. Esto se debe a que en el extraño mundo de la física cuántica, las propiedades de una partícula permanecen indeterminadas, existiendo en un mar de probabilidad, hasta que se determinan mediante una medición real. Cuando se realiza una medición en una partícula enmarañada, sus propias propiedades, así como las de su gemelo, entran en existencia.

Realizar pruebas en partículas enmarañadas es similar a entrevistar a sospechosos separados que podrían haber cooperado en un crimen compartido, dijo Migdall.

"Recoge a dos sospechosos por un delito, y normalmente los separan y hacen preguntas donde no pueden escucharse", dijo. "Luego se comparan para ver si las historias salen directamente. Es un poco así".

Si las historias de los sospechosos coinciden, es probable que digan la verdad. Si las propiedades de las partículas coinciden, se enredan.

La investigación fue publicada en la edición del 15 de mayo de la revista Optics Letters.

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