Los tres premiados con el Nobel de Física de 2022 han realizado experimentos innovadores utilizando estados cuánticos entrelazados, en los que dos partículas se comportan como una sola unidad incluso cuando están separadas. Sus resultados han despejado el camino para nuevas tecnologías basadas en información cuántica.
Los efectos inefables de la mecánica cuántica están comenzando a encontrar aplicaciones. Ahora existe un gran campo de investigación que incluye computadoras cuánticas, redes cuánticas y comunicación cifrada cuántica segura.
Un factor clave en este desarrollo es cómo la mecánica cuántica permite que dos o más partículas existan en lo que se llama un estado entrelazado. Lo que le sucede a una de las partículas en un par entrelazado determina lo que le sucede a la otra partícula, incluso si están muy separadas.
Nobel por descartar las variables ocultas
Durante mucho tiempo, la pregunta fue si la correlación se debía a que las partículas en un par entrelazado contenían variables ocultas, instrucciones que les indican qué resultado deben dar en un experimento. En la década de 1960, John Stewart Bell desarrolló la desigualdad matemática que lleva su nombre. Este establece que si hay variables ocultas, la correlación entre los resultados de un gran número de mediciones nunca excederá un cierto valor.
Sin embargo, la mecánica cuántica predice que cierto tipo de experimento violará la desigualdad de Bell, lo que dará como resultado una correlación más fuerte de lo que sería posible de otro modo.
John Clauser desarrolló las ideas de John Bell, lo que llevó a un experimento práctico. Cuando tomó las medidas, respaldaron la mecánica cuántica al violar claramente una desigualdad de Bell. Esto significa que la mecánica cuántica no puede ser reemplazada por una teoría que utilice variables ocultas.
“Se ha vuelto cada vez más claro que está surgiendo un nuevo tipo de tecnología cuántica"
Algunas lagunas quedaron después del experimento de John Clauser. Alain Aspect desarrolló la configuración, usándola de una manera que cerró una laguna importante. Pudo cambiar la configuración de medición después de que un par entrelazado había dejado su fuente, por lo que la configuración que existía cuando se emitieron no podía afectar el resultado.
Usando herramientas refinadas y una larga serie de experimentos, Anton Zeilinger comenzó a usar estados cuánticos entrelazados. Entre otras cosas, su grupo de investigación ha demostrado un fenómeno llamado teletransportación cuántica, que hace posible mover un estado cuántico de una partícula a otra a distancia.
“Se ha vuelto cada vez más claro que está surgiendo un nuevo tipo de tecnología cuántica. Podemos ver que el trabajo de los laureados con estados entrelazados es de gran importancia, incluso más allá de las cuestiones fundamentales sobre la interpretación de la mecánica cuántica”, dice Anders Irbäck, presidente del Comité Nobel de Física.
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