El entrelazamiento es uno de los principios principales de la mecánica cuántica. Los físicos del grupo de investigación del profesor Johannes Fink en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria IST Austria han encontrado una manera de utilizar un oscilador mecánico para producir radiación enredada. Este método, quelos autores publicaron en la edición actual de Naturaleza , podría resultar extremadamente útil cuando se trata de conectar computadoras cuánticas.
El entrelazamiento es un fenómeno típico del mundo cuántico, que no está presente en el llamado mundo clásico: el mundo y las leyes de la física que rigen nuestra vida cotidiana. Cuando dos partículas se enredan, las características de una partícula pueden serdeterminado por mirar al otro. Esto fue descubierto por Einstein, y el fenómeno ahora se usa activamente en la criptografía cuántica, donde se dice que conduce a códigos irrompibles. Pero no solo afecta a las partículas, la radiación también puede enredarse: este es elfenómeno que Shabir Barzanjeh, un postdoctorado en el grupo del profesor Fink en IST Austria y primer autor del estudio, está investigando actualmente.
"Imagine una caja con dos salidas. Si las salidas están enredadas, una puede caracterizar la radiación que sale de una salida mirando a la otra", explica. La radiación enredada se ha creado antes, pero en este estudio es un objeto mecánicose usó por primera vez, con una longitud de 30 micrómetros y compuesto de aproximadamente un billón 1012 de átomos, el haz de silicio creado por el grupo aún podría ser pequeño a nuestros ojos pero, para el mundo cuántico, sin embargo, es grande."Para mí, este experimento fue interesante en un nivel fundamental", dice Barzanjeh. "La pregunta era: ¿se puede usar un sistema tan grande para producir radiación no clásica? Ahora sabemos que la respuesta es sí".
Pero el dispositivo también tiene un valor práctico. Los osciladores mecánicos podrían servir como un enlace entre las computadoras cuánticas extremadamente sensibles y las fibras ópticas que las conectan dentro de los centros de datos y más allá. "Lo que hemos construido es un prototipo para un enlace cuántico", dice Barzanjeh.
En las computadoras cuánticas superconductoras, la electrónica solo funciona a temperaturas extremadamente bajas, que son solo unas pocas milésimas de grado por encima del 'cero absoluto' -273.15 ° C. Esto se debe a que tales computadoras cuánticas funcionan sobre la base de fotones de microondas queson extremadamente sensibles al ruido y las pérdidas. Si la temperatura en una computadora cuántica aumenta, toda la información se destruye. Como consecuencia, transferir información de una computadora cuántica a otra es casi imposible en este momento, ya que la información tendría que cruzar unambiente que hace demasiado calor para que sobreviva.
Las computadoras clásicas en redes, por otro lado, generalmente están conectadas a través de fibras ópticas, porque la radiación óptica es muy robusta contra perturbaciones que podrían corromper o destruir datos. Para usar esta tecnología exitosa también para computadoras cuánticas, uno tendría queconstruir un enlace que pueda convertir los fotones de microondas de la computadora cuántica en portadores de información ópticos o un dispositivo que genere campos ópticos de microondas entrelazados como un recurso para la teletransportación cuántica. Ese enlace serviría como un puente entre la temperatura ambiente óptica y el mundo cuántico criogénico, y el dispositivo desarrollado por los físicos es un paso en esa dirección. "El oscilador que hemos construido nos ha acercado un paso más a un Internet cuántico", dice el primer autor Barzanjeh.
Pero esta no es la única aplicación potencial del dispositivo. "Nuestro sistema también podría usarse para mejorar el rendimiento de los detectores de ondas gravitacionales", explica Shabir Barzanjeh y Johannes Fink agrega: "Resulta que observar ese estado estacionario enredadoLos campos implican que el oscilador mecánico que lo produce tiene que ser un objeto cuántico, lo cual es válido para cualquier tipo de mediador y sin la necesidad de medirlo directamente, por lo que en el futuro nuestro principio de medición podría ayudar a verificar o falsificar la naturaleza potencialmente cuántica de otrossistemas difíciles de interrogar como organismos vivos o el campo gravitacional "
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Materiales proporcionados por Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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