El entrelazamiento es un concepto omnipresente en la investigación de la física moderna:ocurre en sujetos que van desde la gravedad cuántica hasta la computación cuántica. En una publicación que apareció en Cartas de revisión física la semana pasada, El físico de UvA-IoP Michael Walter y su colaborador Sepehr Nezami arrojan nueva luz sobre las propiedades del entrelazamiento cuántico, en particular, para los casos en los que intervienen muchas partículas.

En el mundo cuántico ocurren fenómenos físicos que nunca observamos en nuestro mundo cotidiano a gran escala. Uno de estos fenómenos es el entrelazamiento cuántico, donde dos o más sistemas cuánticos comparten ciertas propiedades de una manera que afecta las mediciones en los sistemas. El ejemplo famoso es el de dos electrones que pueden enredarse de tal manera que, incluso cuando se toman muy lejos, se puede observar que giran en la misma dirección, decir en sentido horario o antihorario, a pesar de que la dirección de giro de ninguno de los electrones individuales se puede predecir de antemano.

Enredo de varias partes

Este ejemplo es algo limitado:el entrelazamiento no tiene por qué ser necesariamente entre dos sistemas cuánticos. Los sistemas de partículas múltiples también se pueden enredar, incluso de una manera tan extrema que si para uno de ellos se observa cierta propiedad (piense en 'girar en el sentido de las agujas del reloj' nuevamente), se observará la misma propiedad para todos los demás sistemas. Este entrelazamiento de múltiples partes se conoce como estado GHZ (en honor a los físicos Daniel Greenberger, Michael Horne y Anton Zeilinger).

En general, el enredo de varias partes es poco conocido, y los físicos no tienen mucha información sistemática sobre su funcionamiento. En un nuevo artículo que se publicó en Cartas de revisión física esta semana, El físico de UvA Michael Walter y su colaborador Sepehr Nezami de Caltech comienzan a llenar este vacío investigando teóricamente una rica clase de estados de muchos cuerpos y sus propiedades de entrelazamiento. Para tal fin, emplean una técnica matemática conocida como "red tensorial". Los investigadores muestran que las propiedades geométricas de esta red proporcionan una gran cantidad de información útil sobre las propiedades de entrelazamiento de los estados bajo investigación.

La comprensión más detallada del entrelazamiento cuántico que obtienen los autores podría tener muchas aplicaciones futuras. La investigación fue motivada originalmente por preguntas en la búsqueda de una mejor comprensión de las propiedades cuánticas de la gravedad. pero las herramientas técnicas que se han desarrollado también son muy útiles en la teoría de la información cuántica que se utiliza para desarrollar computadoras cuánticas y software cuántico.