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Físicos han encontrado una manera de acelerar la creación del entrelazamiento cuántico, la propiedad desconcertante de la mecánica cuántica que Einstein describió como “acción fantasmal a distancia”.
Una partícula puede existir en una “superposición” que combine diferentes estados, como el estado excitado o el estado fundamental. Se trata de un comportamiento extraño de las partículas cuánticas, pero se vuelve aún más ‘fantasmal’ cuando los físicos consideran la superposición de dos partículas.
Con el tiempo, dos partículas que están cerca una de otra pueden entrelazarse, lo que significa que siempre tendrán estados correspondientes. Por sí solas, cualquiera de las partículas tiene las mismas posibilidades de ser excitada o triturada, pero juntas coinciden.
En un escenario posible, si una partícula entrelazada se encuentra en el estado fundamental, la otra partícula debe estar instantáneamente en el estado excitado para coincidir, incluso si está a años luz de distancia. El concepto ha sido probado mediante múltiples experimentos, pero eso no hace que sea fácil de comprender.
En el nuevo proyecto, los investigadores utilizaron modelos teóricos inspirados en experimentos anteriores para encontrar un atajo hacia el entrelazamiento. Su artículo apareció en la portada de Physical Review Letters.
“Con algunos trucos sutiles en dinámica cuántica que involucran energías complejas, encontramos una manera de lograr que los sistemas cuánticos se entrelacen dramáticamente más rápido de lo esperado en función de la fuerza de su interacción”, explica en un comunicado Kater Murch, profesora de Física en la Universidad de Washington en St. Louis.
El atajo es una extensión de un hallazgo de 1998 de Carl Bender, profesor emérito de física distinguido de Konneker. En aquel momento, Bender describió un nuevo tipo de sistema cuántico que podía ganar y perder energía. Dichos sistemas contienen “puntos excepcionales”: puntos de parámetros especiales donde los estados relevantes del sistema se superponen entre sí.
Los autores del nuevo estudio descubrieron que las partículas se entrelazan mucho más rápidamente si hay un punto excepcional cerca. “Este modelo ayuda a dos partículas que interactúan débilmente a generar entrelazamientos”, dijo el couator Weijian Chen, investigador postdoctoral.
Cualquier enfoque que pueda acelerar el entrelazamiento podría tener aplicaciones potenciales para las computadoras cuánticas y otras tecnologías emergentes, dijo Murch. “Cuando la gente habla de tecnologías cuánticas, se refiere en gran medida a la capacidad de los sistemas cuánticos de entrelazarse”, dijo. “Buscamos constantemente formas de entrelazar sistemas de forma controlable”.
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