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La primera observación de 8 fotones entrelazados rompe el récord de entrelazamiento
El entrelazamiento es el extraño fenómeno cuántico en el que los objetos se vinculan tan estrechamente que comparten la misma existencia. En el lenguaje de la física, se describen con la misma función de onda.
Enredar cosas no es tan difícil en realidad. La mayoría de las interacciones implican entrelazamientos de un tipo u otro.
El problema es inmovilizarlo. El enredo es un fenómeno frágil y fugaz. Parpadea y se filtra al medio ambiente. Por eso es tan difícil de preservar, de observar y, en última instancia, tan difícil de jugar para los físicos.
En los últimos años, los físicos han aprendido a entrelazar todo tipo de objetos en pares: fotones, electrones, átomos, etc. En 1999, crearon un qutrit entrelazando tres fotones. El año pasado, incluso enredaron 6 fotones.
Hoy, sin embargo, Xing-Can Yao y sus amigos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China en Hefei, dicen que rompieron este récord al enredar 8 fotones, luego manipularlos y observarlos todos simultáneamente.
No es tarea fácil. Obtener ocho fotones exactamente donde los desea al mismo tiempo es el equivalente mecánico cuántico de pastorear gatos (claramente de la variedad Schrodinger).
El truco consiste en enviar primero un fotón de alta energía a través de un cristal no lineal que lo convierte en dos fotones entrelazados pero de menor energía. Uno de ellos, el fotón A, entra en el aparato experimental mientras que el otro es dividido nuevamente en dos por otro cristal.
Este par, por supuesto, está entrelazado con el fotón A. Uno de este par entra al aparato mientras que el otro se divide de nuevo, creando otro par más que está entrelazado con el fotón A. Uno de estos entra en el aparato mientras que el otro se divide y así sucesivamente, hasta que haya ocho fotones en el aparato, todos entrelazados entre sí y con el fotón A.
El problema con este proceso es que da como resultado un haz muy débil. Con el tipo de láseres disponibles hasta hace poco, lo mejor que se podía manejar era una tasa de conteo de aproximadamente 10 ^ -5 hercios. Eso es un golpe simultáneo de 8 fotones cada cien mil segundos o aproximadamente una cuenta por día. Incluso los postdoctorados no tienen ese tipo de paciencia.
Xing-Can Yao y sus colegas dicen que han solucionado esto usando una fuente de láser ultravioleta mucho más brillante que produce pares de fotones entrelazados a una velocidad mucho mayor. Por supuesto, también han tenido que aprender a manipular ocho fotones entrelazados.
Eso es significativo. Tener ocho fotones entrelazados es lo más cercano que han estado los físicos a tener un gato de Schrodinger en el laboratorio. Esto puede proporcionar nuevos conocimientos sobre nuestra comprensión de las preguntas intrigantes de la transición clásica a la cuántica, dicen Xing-Can Yao y compañía.
Pero también permite una serie de otros trucos cuánticos. Por ejemplo, un estado de 8 fotones debería permitirles demostrar una forma poderosa de corregir errores cuánticos llamada corrección de errores topológicos. Muchos físicos piensan que la corrección de errores topológicos será una de las tecnologías habilitadoras de la computación cuántica a gran escala, pero nadie ha podido probarla hasta ahora.
Y poder manipular un estado de 8 fotones les permitirá simular otros sistemas cuánticos. Eso debería permitir simular por primera vez varios fenómenos en química cuántica e incluso en biofísica.
Y hacerlo usando nada más que luz (con un poco de humo y espejos arrojados).
Ref: arxiv.org/abs/1105.6318 : Observación del entrelazamiento de ocho fotones