Investigadores del Centro de Tecnologías Cuánticas CQT de la Universidad Nacional de Singapur y la Universidad de Sevilla en España han informado sobre el 'enredo' más extremo entre pares de fotones jamás visto en el laboratorio. El resultado fue publicado el 30 de octubre de 2015en Cartas de revisión física .
El logro es evidencia de la validez de la física cuántica y reforzará la confianza en los esquemas de criptografía cuántica y computación cuántica diseñados para explotar este fenómeno.
"Para que algunas tecnologías cuánticas funcionen como pretendemos, debemos estar seguros de que la física cuántica está completa", dice Poh Hou Shun, quien realizó el experimento en CQT. "Nuestro nuevo resultado aumenta esa confianza", dice.
Realismo local
El enredo dice que dos partículas, como los fotones, pueden unirse en un estado conjunto. Una vez en ese estado, cualquier partícula observada por sí sola parece comportarse al azar. Pero si mide ambas partículas a la vez, nota que sonperfectamente sincronizado
Albert Einstein estaba muy preocupado por esta predicción de la física cuántica. No le gustaba la aleatoriedad que venía con solo una partícula. Dijo "Dios no juega a los dados". No le gustaban las correlaciones que venían con dos partículastampoco. Se refirió a esto como "acción espeluznante a distancia".
Los experimentos desde la década de 1970 han estado recopilando evidencia de que las predicciones cuánticas son correctas. Recientemente, un experimento en los Países Bajos se convirtió en el primero en eliminar todas las suposiciones en la recopilación de datos.
Conocido técnicamente como una 'prueba de Bell libre de lagunas', el experimento no deja margen de maniobra en el sentido: las partículas enredadas se comportan al azar y se sincronizan sin intercambiar señales. Los resultados aparecieron en Naturaleza el 21 de octubre de 2015, doi: 10.1038 / nature15759.
Enredado al máximo
En el laboratorio de Singapur, Poh y sus colegas también realizaron una prueba de Bell. Pero en lugar de cerrar las lagunas, su configuración empuja el enredo hacia su máximo teórico.
Hacen fotones enredados haciendo brillar un láser a través de un cristal. Los fotones interactúan con el cristal de tal manera que ocasionalmente uno se divide en dos y el par emerge enredado. El equipo controla los fotones con una serie de lentes, espejos yotros elementos ópticos para optimizar el efecto.
Los investigadores observaron 33,2 millones de pares de fotones optimizados. Cada par se dividió y los fotones se midieron por separado, luego se cuantificó la correlación entre los resultados.
En tal prueba de Bell, la fuerza de la correlación dice si los fotones se enredaron o no. Las medidas involucradas son complejas, pero pueden reducirse a un número simple. Cualquier valor mayor que 2 es evidencia de efectos cuánticos en el trabajo.Pero también hay un límite superior.
La física cuántica predice que la medida de correlación no puede ser mayor que 2sqrt 2 ~ 2.82843. En el experimento en CQT, miden 2.82759 ± 0.00051 - dentro del 0.03% del límite. Si el valor máximo fuera la cima del Everest,esto sería solo 2.6 metros debajo de la cumbre.
sin extensiones
El resultado récord también descarta una extensión propuesta para la teoría cuántica. A principios de este año, Alexei Grinbaum con CEA en Francia presentó un modelo en el que la física cuántica es solo una descripción efectiva de una teoría más fundamental. Calculó un nuevo límite enla medida de correlación utilizando herramientas de la teoría de la información. Los cálculos consideraron cuánta información puede tener un observador sobre un sistema de dos partículas, y dieron un límite en la medida de correlación que se encuentra a solo 0.1% por debajo del límite cuántico.
"Se necesita una medición muy precisa para poder distinguir el límite cuántico, y ese fue nuestro logro", dice Christian Kurtsiefer, investigador principal de CQT y coautor del artículo. El resultado del equipo excede el límite de Grinbaum ensuficiente para descartar el modelo detrás de él.
El entrelazamiento no permite una comunicación más rápida que la luz, pero se puede usar para mensajes secretos y acelerar algunos cálculos. Comprobar que es posible alcanzar el límite cuántico para las correlaciones es valioso para estas aplicaciones: su seguridad y confiabilidaddepende de que este límite sea fundamental.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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