Un equipo dirigido por el físico experimental austriaco Rainer Blatt ha logrado caracterizar el entrelazamiento cuántico de dos átomos separados espacialmente mediante la observación de su emisión de luz. Esta demostración fundamental podría conducir al desarrollo de gradiómetros ópticos de alta sensibilidad para la medición precisa del campo gravitacional o del campo magnético de la Tierra.

La era de la tecnología cuántica ha sido anunciada desde hace mucho tiempo. Décadas de investigación en el mundo cuántico han llevado al desarrollo de métodos que hacen posible hoy explotar las propiedades cuánticas específicamente para aplicaciones técnicas. El equipo dirigido por el pionero de la computadora cuántica de Innsbruck, Rainer Blatt, controla átomos individuales con mucha precisión en experimentos con trampas de iones. El entrelazamiento deliberado de estas partículas cuánticas no solo abre la posibilidad de construir una computadora cuántica, pero también crea la base para la medición de propiedades físicas con una precisión previamente desconocida. Los físicos ahora han logrado por primera vez demostrar una interferencia cuántica en el espacio libre totalmente controlada de fotones individuales emitidos por un par de átomos entrelazados separados de manera efectiva.

"Hoy dia, Podemos controlar con mucha precisión la posición y el entrelazamiento de las partículas y generar fotones individuales según sea necesario, "explica Gabriel Araneda del equipo de Rainer Blatt del Departamento de Física Experimental de la Universidad de Innsbruck". Juntos, esto nos permite investigar los efectos del entrelazamiento en la interacción colectiva átomo-luz ". Los físicos de la Universidad de Innsbruck compararon la interferencia de fotones producida por átomos de bario entrelazados y no entrelazados. Las mediciones mostraron que son cualitativamente diferentes. De hecho , la diferencia medida de las franjas de interferencia corresponde directamente a la cantidad de entrelazamiento en los átomos. "De esta forma podemos caracterizar el entrelazamiento de forma totalmente óptica, "Gabriel Araneda enfatiza la importancia del experimento. Los físicos también pudieron demostrar que la señal de interferencia es altamente sensible a los factores ambientales en la ubicación de los átomos". Aprovechamos esta sensibilidad y usamos la señal de interferencia observada para medir magnéticos gradientes de campo, ", dice Araneda. Esta técnica puede conducir al desarrollo de gradiómetros ópticos ultrasensibles. Como el efecto medido no depende de la proximidad de los átomos, Estas mediciones podrían permitir comparar con precisión las intensidades de campo en ubicaciones separadas, como el de los campos magnéticos o gravitacionales de la Tierra.

El trabajo fue publicado en la revista Cartas de revisión física y fue apoyado financieramente por el Austrian Science Fund FWF, la Unión Europea y la Federación de Industrias Austriacas del Tirol, entre otros.