Hasta ahora el récord para los
sistemas de dos partículas entrelazadas era de 11 dimensiones.
Científicos de varios países, entre
ellos España, han diseñado un sistema cuántico de dos partículas entrelazadas
('qubit'), que pueden estar en 103 estados cuánticos simultáneamente; es decir,
como el 'gato de Schrödinger', que podía estar vivo o muerto, pero con otras 101
posibilidades más. Hasta ahora el récord era de 11.
os en los que pueden estar las
partículas elementales, como los fotones, tienen propiedades que escapan al
sentido común. Se producen superposiciones, como la posibilidad de que se
encuentren en dos sitios a la vez, que desafían a la intuición.
Cuando dos partículas están
entrelazadas se genera además un vínculo: medir el estado de una de ellas (si
está en uno u otro sitio, o si gira en uno u otro sentido, por ejemplo) afecta
el estado de la otra, por lejos que estén, de manera instantánea.
Los científicos llevan años combinando
ambas propiedades para construir redes de partículas entrelazadas en estado de
superposición, unos montajes que permiten avanzar hacia la construcción de
ordenadores cuánticos capaces de realizar cálculos a velocidades impensables,
encriptar información con total seguridad y realizar experimentos de mecánica
cuántica que serían imposibles de realizar de ningún otro modo.
Hasta ahora, para incrementar la
capacidad de “cálculo” de estos sistemas de partículas se ha recurrido,
principalmente, a incrementar el número de partículas entrelazadas, cada una de
ellas en un estado de superposición de dos dimensiones: un qubit (el equivalente
cuántico a un bit de información, pero en el que los valores pueden ser 1, 0, o
una superposición de ambos). Con este método se ha conseguido hasta ahora
entrelazar 14 partículas, una auténtica multitud por la dificultad experimental
que ello supone.
Un equipo internacional de
investigadores, dirigidos por Anton Zeilinger y Mario Krenn, del Instituto de
Óptica Cuántica e Información Cuántica de la Academia Austríaca de Ciencias, y
en el que ha participado el investigador del Grupo de Información y Fenómenos
Cuánticos del Departamento de Física de la Universidad Autónoma de Barcelona
Marcus Huber, también investigador visitante en el Institut de Ciències
Fotòniques (ICFO), ha dado una vuelta de tuerca más a los sistemas cuánticos
entrelazados.
En un artículo que se publica esta
semana en la revista Proceedings (PNAS), los científicos describen cómo han
logrado un entrelazamiento cuántico de, al menos, 103 dimensiones con sólo dos
partículas. “Tenemos dos gatos de Schrödinger que pueden estar vivos, muertos, o
en otros 101 estados más al mismo tiempo”, bromea Huber en la nota de prensa de
la UAB. “Además, están entrelazados de tal manera que lo que le ocurra a uno
afecta inmediatamente al otro”. El resultado supone un récord en el
entrelazamiento cuántico de múltiples dimensiones con dos partículas,
establecido hasta ahora en 11 dimensiones.
Dos partículas, más de cien
estados.
En lugar de entrelazar muchas
partículas con un qubit de información cada una, los científicos han generado un
sólo par de fotones entrelazados que podían estar en más de cien estados
diferentes cada uno de ellos, o en cualquier superposición de estos estados,
algo mucho más fácil de llevar a cabo que entrelazar muchas partículas.
Estos estados tan complejos
corresponden a diferentes modos en los que se pueden encontrar los fotones, con
una distribución de su fase, de su momento angular y de su intensidad
características para cada modo.
“Este entrelazamiento cuántico de alta
dimensión ofrece un gran potencial para las aplicaciones de información
cuántica. En criptografía, por ejemplo, nuestro método permitiría mantener la
seguridad de la información en situaciones realistas, con ruido e
interferencias. Además el descubrimiento podría facilitar el desarrollo
experimental de los ordenadores cuánticos, ya que presenta un modo más fácil
para obtener altas dimensiones de entrelazamiento con pocas partículas”, explica
el investigador de la UAB, Marcus Huber.
Ahora que los resultados muestran que
es accesible obtener entrelazamiento de altas dimensiones, los investigadores
concluyen en el artículo que el siguiente paso será averiguar cómo se pueden
controlar experimentalmente esos cientos de modos espaciales de los fotones, con
el fin de realizar operaciones de computación cuántica.
fuente/Tendencias21.net
http://sabiens2.blogspot.com
Explicación sencilla de las Dimensiones