La teoría cuántica predice que un gran número de átomos pueden enredarse y entrelazarse mediante una relación cuántica muy fuerte, incluso en una estructura macroscópica.

Hasta ahora, sin embargo, la evidencia experimental ha sido escasamente mayor, aunque los recientes avances han mostrado el entrelazamiento de 2.900 átomos. Científicos de la Universidad de Ginebra (UNIGE), Suiza, rediseñaron recientemente su procesamiento de datos, lo que demuestra que 16 millones de átomos se entrelazaron en un cristal de un centímetro. Han publicado sus resultados en Nature Communications.

Las leyes de la física cuántica permiten detectar de inmediato cuando las señales emitidas son interceptadas por un tercero. Esta propiedad es crucial para la protección de datos, especialmente en la industria del cifrado, que ahora puede garantizar que los clientes estén al tanto de cualquier interceptación de sus mensajes.

Estas señales también deben poder viajar largas distancias utilizando dispositivos de retransmisión especiales conocidos como repetidores cuánticos: cristales enriquecidos con átomos de metales raros y enfriados a 270 grados bajo cero (apenas tres grados por encima del cero absoluto), cuyos átomos están entrelazados y unidos por una relación cuántica muy fuerte.

Cuando un fotón penetra en este pequeño bloque de cristal, se crea un entrelazamiento entre los miles de millones de átomos que atraviesa. Esto está predicho explícitamente por la teoría, y es exactamente lo que sucede cuando el cristal vuelve a emitir un solo fotón sin leer la información que recibió.

Es relativamente fácil entrelazar dos partículas: dividir un fotón, por ejemplo, genera dos fotones entrelazados que tienen propiedades y comportamientos idénticos. Florian Fröwis, investigador del grupo de física aplicada en la facultad de ciencias de UNIGE, dice en un comunicado: «Pero es imposible observar directamente el proceso de enredo entre varios millones de átomos, ya que la cantidad de datos que necesita recopilar y analizar es tan grande».

Como resultado, Fröwis y sus colegas eligieron una ruta más indirecta, ponderando qué medidas podrían llevarse a cabo y cuáles serían las más adecuadas. Examinaron las características de la luz reemitida por el cristal, y también analizaron sus propiedades estadísticas y las probabilidades que siguieron dos avenidas principales: que la luz se vuelve a emitir en una sola dirección en lugar de irradiar uniformemente desde el cristal, y que se compone de un solo fotón.

De esta manera, los investigadores lograron mostrar el enredo de 16 millones de átomos cuando las observaciones anteriores tenían un límite de unos pocos miles. En un trabajo paralelo, los científicos de la Universidad de Calgary, Canadá, demostraron el enredo entre muchos grandes grupos de átomos. «No hemos alterado las leyes de la física», dice Mikael Afzelius, miembro del grupo de física aplicada del profesor Nicolas Gisin. «Lo que ha cambiado es cómo manejamos el flujo de datos».

El entrelazamiento de partículas es un requisito previo para la revolución cuántica que está en el horizonte, lo que también afectará los volúmenes de datos que circulan en redes futuras, junto con el poder y el modo operativo de las computadoras cuánticas. Todo, de hecho, depende de la relación entre dos partículas en el nivel cuántico, una relación mucho más fuerte que las simples correlaciones propuestas por las leyes de la física tradicional.

Fuente: Europa Press