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    Los físicos demuestran una nueva forma de violar la causalidad local

    Diagrama de 61 valores de violación de desigualdad de Bell. Crédito:Carvacho et al. Comunicaciones de la naturaleza

    (Phys.org):por primera vez, Los físicos han demostrado experimentalmente la violación de la "causalidad bilocal", un concepto relacionado con la causalidad local más estándar, excepto que da cuenta de la forma precisa en que se generan inicialmente los sistemas físicos. Los resultados muestran que es posible violar la causalidad local de una manera completamente nueva y más general. lo que podría conducir a un nuevo recurso potencial para las tecnologías cuánticas.

    Los físicos Gonzalo Carvacho y col., de instituciones en Italia, Brasil, y Alemania, han publicado un artículo sobre la demostración de la violación de la causalidad bilocal en un número reciente de Comunicaciones de la naturaleza .

    En general, la idea de causalidad local generalmente se da por sentada:los objetos pueden influir en otros objetos solo cuando están físicamente cerca unos de otros, y cualquier correlación entre objetos distantes debe haberse originado en el pasado cuando estaban más cerca unos de otros. Pero en el mundo cuántico las partículas distantes pueden correlacionarse de formas que son imposibles para los objetos clásicos, a menos que estas partículas distantes puedan influirse entre sí de alguna manera.

    Para determinar si se ha violado la causalidad local, los físicos realizan pruebas de Bell, que intentan violar las desigualdades de Bell. Si se viola una desigualdad de Bell, entonces también se ha violado la localidad o el realismo (o simplemente el "realismo local").

    Hay docenas de versiones diferentes de las desigualdades de Bell, pero actualmente todos hacen la misma suposición:que todas las correlaciones entre partículas se originan en una sola fuente común. En experimentos reales, sin embargo, las partículas y sus correlaciones pueden provenir de muchas fuentes diferentes.

    Para abordar este asunto, el nuevo artículo considera un nuevo tipo de desigualdad de Bell que explica el hecho de que las dos fuentes de estados utilizadas en el experimento son independientes, el supuesto supuesto de bilocalidad. Al violar este nuevo tipo de desigualdad de Bell, los investigadores han violado por primera vez la causalidad bilocal, indicando la presencia de correlaciones no bilocales que son completamente diferentes a otros tipos de correlaciones cuánticas.

    Los investigadores también demostraron que, en determinadas situaciones, es posible violar la causalidad bilocal pero no cualquier otro tipo de causalidad local. Este hallazgo sugiere además que este tipo de violación es realmente diferente a cualquier violación de causalidad local estándar.

    "Nuestro trabajo es una prueba de principio experimental para generalizaciones de redes del teorema de Bell, ", dijo el coautor Fabio Sciarrino de la Universidad Sapienza de Roma Phys.org . "Demostramos experimentalmente cómo la bilocalidad puede considerarse un recurso poderoso que amplía nuestras capacidades actuales para procesar información de una manera no clásica".

    En general, los resultados contribuyen a la perspectiva de que las desigualdades estándar de Bell son solo un tipo particular de fenómenos más generales. Una mayor exploración de esta idea podría orientar el diseño de experimentos futuros que puedan revelar una mayor comprensión de las violaciones de la causalidad local y cómo podrían usarse en aplicaciones. Las nuevas correlaciones no bilocales, por ejemplo, podría usarse como un recurso para establecer canales de comunicación cuántica altamente seguros en redes cuánticas complejas.

    En el futuro, los investigadores planean extender la demostración experimental a redes cuánticas más grandes. También señalaron que el experimento actual está sujeto a lagunas, como cualquier otra prueba de Bell, además de las recientes pruebas de Bell sin vacíos legales. Los físicos esperan que algún día se pueda desarrollar también una prueba sin vacíos legales para la violación de la causalidad bilocal.

    "Un siguiente paso natural es realizar experimentalmente redes cuánticas más grandes agregando más nodos y más fuentes entrelazadas, ", Dijo Sciarrino." Nuestros planes de investigación actuales abordan el estudio de la bilocalidad en redes cuánticas bajo condiciones estrictas de marcos de referencia entre las diferentes partes con el fin de resaltar otra característica de este nuevo recurso ".

    © 2017 Phys.org

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