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    Los físicos resuelven la controversia sobre el entrelazamiento de partículas idénticas

    Ilustraciones de (a) dos qubits idénticos separados espacialmente, (b) dos qubits idénticos en el mismo espacio, y (c) dos qutrits idénticos en el mismo espacio. Crédito:Sciara et al. Informes científicos de la naturaleza

    (Phys.org) —En un nuevo estudio, Los físicos han mostrado una manera de establecer un entrelazamiento real entre dos partículas idénticas, un tema que ha sido discutido hasta ahora. Los resultados proporcionan una mejor comprensión de la naturaleza fundamental del entrelazamiento entre partículas idénticas y tienen aplicaciones potenciales en el procesamiento de información cuántica.

    Una de las muchas características extrañas del entrelazamiento cuántico es que, si dos partículas son idénticas, entonces automáticamente parecen estar enredados. En este caso, "idéntico" significa que las partículas son del mismo tipo, por ejemplo, dos fotones cualesquiera se consideran idénticos porque no hay forma de diferenciar un fotón en particular de otro.

    Este tipo de enredo, que los físicos llaman "entrelazamiento debido a la indistinguibilidad, "surge debido a la forma estándar en que se etiquetan las partículas idénticas. Aunque las partículas son idénticas, los físicos les asignan diferentes etiquetas para diferenciarlos. Debido a la forma en que se determina el entrelazamiento, con respecto a sus etiquetas, las partículas idénticas parecen inevitablemente entrelazadas.

    Aunque este tipo de entrelazamiento es diferente al entrelazamiento entre partículas no idénticas, Existe un desacuerdo entre los físicos sobre qué es exactamente y si es útil o no para aplicaciones. En un punto de vista el entrelazamiento se mantiene incluso para partículas distantes, pero no se puede aprovechar para un uso práctico. En otro mirador, el entrelazamiento es simplemente un artefacto de etiquetado y en realidad no debería considerarse un enredo en absoluto.

    Idealmente, Una forma adecuada de resolver el debate sería investigar el entrelazamiento entre partículas idénticas mediante un proceso llamado descomposición de Schmidt. que se usa comúnmente para estudiar el entrelazamiento entre partículas no idénticas. Desafortunadamente, La descomposición de Schmidt no se aplica a partículas idénticas de una manera sencilla, y su uso en esta área ha sido controvertido e inexacto, dando resultados obviamente incorrectos para partículas idénticas.

    El principal resultado del nuevo estudio es que los físicos han generalizado la descomposición de Schmidt para que pueda aplicarse tanto a partículas idénticas como a partículas no idénticas.

    "Los resultados muestran que el entrelazamiento entre partículas idénticas no es simplemente un artefacto matemático, pero eso, bajo ciertas condiciones, el enredo debido a la indistinguibilidad es verdadero enredo físico, "coautora Rosario Lo Franco de la Universidad de Palermo, Italia, dicho Phys.org .

    Cuando se aplica a dos qubits idénticos, el método muestra que, en determinadas situaciones, las partículas pueden enredarse físicamente solo cuando están muy cerca, y no cuando están separados espacialmente como aparecía anteriormente.

    "La clave del logro fue eliminar la práctica estándar de asignar etiquetas a partículas idénticas, y en su lugar simplemente describe las partículas en términos de sus estados, ", dijo el coautor Giuseppe Compagno de la Universidad de Palermo.

    Los investigadores también descubrieron un resultado algo sorprendente para los qutrits (partículas de tres niveles que son relevantes para almacenar información cuántica) que contrasta con un resultado anterior utilizando un método diferente. Los investigadores dijeron que esta diferencia requiere más investigación.

    En general, los físicos esperan que el método proporcione un nuevo tipo de recurso de entrelazamiento para aplicaciones.

    "En el caso de que las funciones de onda de las partículas se superpongan, el entrelazamiento debido únicamente a la indistinguibilidad y revelado directamente por la descomposición de Schmidt se puede utilizar operativamente en protocolos de procesamiento de información cuántica, Lo Franco dijo. "Este logro puede requerir primero una separación de las partículas idénticas obtenidas por los llamados procedimientos de extracción".

    © 2017 Phys.org

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