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Medir el entrelazamiento es ahora más sencillo

University of Innsbruck

Este comunicado está disponible en inglés y alemán.

En teoría cuántica, las interacciones entre partículas generan correlaciones fascinantes y peculiares que no pueden ser explicadas por el mundo de la física clásica. El entrelazamiento es una consecuencia de las extrañas reglas probabilísticas de la mecánica cuántica, que permite una peculiar conexión instantánea entre partículas que se encuentran a largas distancias y desafía las leyes de nuestro mundo macroscópico, un fenómeno al que Einstein refirió como "acción fantasmal a distancia".

El entrelazamiento es algo misterioso aunque no cabe la menor duda que contribuye a proporcionarle súper poderes a los sistemas cuánticos. En efecto, permite obtener mediciones más precisas en el campo de la metrología cuántica, realizar cálculos rápidos en computación cuántica, y caracterizar las fases exóticas en el campo de la materia cuántica.

El desarrollo de protocolos para detectar y cuantificar el entrelazamiento de estados cuánticos de muchas partículas es, por tanto, un reto clave para los experimentos de hoy en día ya que la detección del entrelazamiento se torna muy complicado cuando el sistema se compone de muchas partículas.

En un estudio publicado recientemente en la revista Nature Physics, los investigadores Dr. Philipp Hauke, antiguo ICFOniano, y el Dr. Peter Zoller, del Instituto de Física Teórica de la Universidad de Innsbruck, en colaboración con el Dr. Markus Heyl, de la Technische Universität München, y el Dr. Luca Tagliacozzo, anteriormente investigador en el grupo del Prof ICREA Maciej Lewenstein del ICFO - el Instituto de Ciencias Fotónicas y actualmente académico (Chancellor's Fellow) en la Universidad de Strathclyde, han encontrado una nueva manera de detectar ciertas propiedades del entrelazamiento de muchas partículas de forma totalmente independiente del tamaño del sistema.

Mediante el uso de las técnicas de medición estándar disponibles en los laboratorios de hoy en día, los investigadores han propuesto un nuevo protocolo de detección del entrelazamiento, y han demostrado que mediante su uso puede extraerse de manera muy fácil la información necesaria sobre el entrelazamiento de sistemas de muchos cuerpos. Por ejemplo, en el caso de átomos neutros atrapados en redes cristalinas ópticas, el protocolo puede implementarse por medio de la espectroscopia láser ordinaria. A su vez, con el uso de este protocolo se puede medir la información cuántica de Fisher, cuya presencia es síntoma de entrelazamiento genuino multipartito.

Las mediciones experimentales del entrelazamiento de sistemas cuánticos de muchos cuerpos abren una nueva ventana de observación en el campo de la materia cuántica que permitirá comprender de una mejor manera cuál es el papel que juega el entrelazamiento cuántico en los sistemas de muchos cuerpos y sus propiedades exóticas emergentes.

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