FÍSICA CUÁNTICA

Logran entrelazar tres fotones en tres dimensiones

Un experimento que acerca más aún la computación cuántica

Juan Scaliter - 01/03/2016

Logran entrelazar tres fotones en tres dimensiones
Crédito: Faculty of Physics, University of Vienna

Un grupo de investigadores del Instituto de Óptica e Información Cuántica de la Universidad de Viena y de la Universidad Autónoma de Barcelona han logrado un nuevo hito en la física cuántica: fueron capaces de entrelazar tres fotones, partículas de luz en una propiedad cuántica relacionada con su estructura de frente de onda. Los resultados del experimento se han publicado en la revista Nature Photonics.
El entrelazamiento cuántico es una propiedad contraria a la intuición en la que ciertas partículas parecen ejercer una influencia sobre las demás, independientemente de cuánta distancia exista entre ellas. Supongamos por ejemplo que existen dos patinadores sobre hielo que tienen la extraña habilidad de girar sobre sí mismos tanto hacia la derecha como hacia la izquierda. Al mismo tiempo. Esta pareja gira lejos el uno del otro, pero perfectamente sincronizados: si uno de ellos gira hacia la derecha, lo mismo ocurre con su pareja, incluso si si se encuentran en pistas de hielo en dos continentes diferentes. "Los fotones entrelazados de nuestro experimento serían no dos patinadores, sino tres – explica Mehul Malik, el principal autor del artículo – bailando un ballet mecánico cuántico perfectamente sincronizado. Además hay otro factor: el baile está sincronizado en los sentidos de los giros, pero también en otro movimiento, supongamos el salto, que también se realiza simultáneamente. Este tipo de entrelazamiento cuántico asimétrico se ha predicho antes en el papel, pero es la primera vez que se demuestra en un laboratorio".
Además de servir como un banco de pruebas para el estudio de muchos de los conceptos fundamentales de la mecánica cuántica, el entrelazamiento de múltiples fotones, tiene aplicaciones que van desde la computación a la criptología cuántica. En este sentido, los autores han desarrollado un nuevo tipo de protocolo criptográfico utilizando el estado que permite a los diferentes niveles de información que se compartan de manera asimétrica entre múltiples partes con seguridad incondicional. “El experimento abre la puerta para una futura Internet cuántica en la que se comunican más de dos partes y en la que se pueden comunicar más de un bit por fotón – concluye otro de los autores, Anton Zeilinger –. Habrá que solventar muchos desafíos técnicos antes que se alcance un protocolo de comunicación cuántica. Sin embargo, dado el rápido progreso de las tecnologías cuánticas hoy, es sólo cuestión de tiempo antes de que este tipo de entrelazamiento encuentra un lugar en las redes cuánticas del futuro”.


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