Los investigadores del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica, la Universidad de Viena y la Universidad Autónoma de Barcelona han logrado un nuevo hito en la física cuántica: pudieron enredar tres partículas de luz en una propiedad cuántica de alta dimensión relacionadaal 'giro' de su estructura de frente de onda. Los resultados de su experimento aparecen en el diario Fotónica de la naturaleza .
El entrelazamiento es una propiedad contraintuitiva de la física cuántica que durante mucho tiempo ha intrigado a los científicos y filósofos por igual. Los cuantos de luz entrelazados parecen ejercer influencia entre sí, independientemente de la distancia que haya entre ellos. Considere, por ejemplo, un bailarín de hielo cuántico metafórico,quien tiene la extraña habilidad de hacer piruetas tanto en sentido horario como en sentido antihorario simultáneamente. Un par de bailarines de hielo enredados que se arremolinan el uno del otro tendrían direcciones de rotación perfectamente correlacionadas: si el primer bailarín gira en sentido horario, también lo hace su pareja, incluso sipatinar en pistas de hielo en dos continentes diferentes.
"Los fotones enredados en nuestro experimento pueden ilustrarse no con dos, sino con tres bailarines de hielo, bailando un ballet mecánico cuántico perfectamente sincronizado", explica Mehul Malik, el primer autor del artículo. "Su baile también es un poco máscomplejo, con dos de los bailarines realizando otro movimiento correlacionado además de piruetas. Este tipo de entrelazamiento cuántico asimétrico se ha predicho anteriormente en papel, pero somos los primeros en crearlo en el laboratorio ".
De los fundamentos a las aplicaciones: criptografía cuántica en capas
Los científicos crearon su estado entrelazado de tres fotones usando otro truco mecánico cuántico: combinaron dos pares de fotones entrelazados de alta dimensión de tal manera que se hizo imposible determinar de dónde provenía un fotón en particular. Además de servir como unbanco de pruebas para estudiar muchos conceptos fundamentales en mecánica cuántica, estados entrelazados de fotones múltiples como estos tienen aplicaciones que van desde la computación cuántica hasta el cifrado cuántico. En este sentido, los autores de este estudio han desarrollado un nuevo tipo de protocolo criptográfico cuántico utilizando su estadoque permite compartir diferentes capas de información de forma asimétrica entre múltiples partes con seguridad incondicional.
"El experimento abre la puerta a un futuro Internet cuántico con más de dos socios y les permite comunicarse más de un bit por fotón", dice Anton Zeilinger.
Aún quedan muchos desafíos técnicos antes de que dicho protocolo de comunicación cuántica se convierta en una realidad práctica. Sin embargo, dado el rápido progreso en las tecnologías cuánticas hoy en día, es solo cuestión de tiempo antes de que este tipo de enredos encuentre un lugar en las redes cuánticas del futuro.
Esta investigación fue apoyada por la Comisión Europea, el Consejo Europeo de Investigación ERC y el Fondo de Ciencia de Austria FWF.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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