El entrelazamiento es uno de los principios fundamentales de la mecánica cuántica. Los físicos del grupo de investigación del profesor Johannes Fink en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (IST Austria) han encontrado una forma de utilizar un oscilador mecánico para producir radiación entrelazada. Este método, que los autores publicaron en la edición actual de Naturaleza , podría resultar extremadamente útil cuando se trata de conectar computadoras cuánticas.

El entrelazamiento es un fenómeno típico del mundo cuántico, que no está presente en el llamado mundo clásico:el mundo y las leyes de la física que gobiernan nuestra vida cotidiana. Cuando dos partículas se entrelazan, las características de una partícula se pueden determinar mirando a la otra. Esto fue descubierto por Einstein, y el fenómeno ahora se usa activamente en criptografía cuántica, donde se dice que conduce a códigos irrompibles. La radiación también se puede enredar:este es el fenómeno que Shabir Barzanjeh, un postdoctorado en el grupo del profesor Fink en IST Austria y primer autor del estudio, está investigando actualmente.

"Imagina una caja con dos salidas. Si las salidas están enredadas, uno puede caracterizar la radiación que sale de una salida mirando la otra, ", explica. La radiación enredada se ha creado antes, pero en este estudio, se utilizó por primera vez un objeto mecánico. Con una longitud de 30 micrómetros y compuesta por aproximadamente un billón (10 ¹² ) átomos, el haz de silicio creado por el grupo es grande a escala cuántica. "Para mi, este experimento fue interesante en un nivel fundamental, "dice Barzanjeh." La pregunta era:¿se puede usar un sistema tan grande para producir radiación no clásica? Ahora, sabemos que la respuesta es sí ".

Pero el dispositivo también tiene un valor práctico. Los osciladores mecánicos podrían servir como enlace entre las computadoras cuánticas extremadamente sensibles y las fibras ópticas que las conectan dentro y fuera de los centros de datos. "Lo que hemos construido es un prototipo de enlace cuántico, "dice Barzanjeh.

En las computadoras cuánticas superconductoras, la electrónica solo funciona a temperaturas extremadamente bajas, unas milésimas de grado por encima del cero absoluto (-273,15 ° C). Esto se debe a que tales computadoras cuánticas operan sobre la base de fotones de microondas, que son extremadamente sensibles al ruido y las pérdidas. Si la temperatura en una computadora cuántica aumenta, toda la información se destruye. Como consecuencia, transferir información de una computadora cuántica a otra es en este momento casi imposible, ya que la información tendría que atravesar un entorno demasiado caluroso para que sobreviva.

Computadoras clásicas en redes, por otra parte, suelen estar conectados a través de fibras ópticas, porque la radiación óptica es muy robusta contra las perturbaciones que podrían dañar o destruir los datos. El uso de esta tecnología exitosa para computadoras cuánticas requiere la construcción de un enlace que pueda convertir los fotones de microondas de la computadora cuántica en portadores de información óptica. o un dispositivo que genera campos ópticos de microondas entrelazados como recurso para la teletransportación cuántica. Tal vínculo serviría como puente entre el mundo óptico a temperatura ambiente y el mundo cuántico criogénico, y el dispositivo desarrollado por los físicos es un paso en esa dirección. "El oscilador que hemos construido nos ha acercado un paso más a una Internet cuántica, "dice el primer autor Barzanjeh.

Pero esta no es la única aplicación potencial del dispositivo. "Nuestro sistema también podría utilizarse para mejorar el rendimiento de los detectores de ondas gravitacionales, ", explica Shabir Barzanjeh y Johannes Fink agrega:" Resulta que observar tales campos entrelazados en estado estable implica que el oscilador mecánico que lo produce tiene que ser un objeto cuántico. Esto es válido para cualquier tipo de mediador, y sin necesidad de medirlo directamente, así que en el futuro nuestro principio de medición podría ayudar a verificar o falsificar la naturaleza potencialmente cuántica de otros sistemas difíciles de interrogar como los organismos vivos o el campo gravitacional ".