Discordia cuántica como recurso para la preparación del estado entrelazado a distancia

Una característica fundamental de la física cuántica es el hecho de que dos o más partículas presentan correlaciones más fuertes que las clásicamente permitidas. Esta característica única se aplica particularmente al entrelazamiento cuántico: tan pronto como el estado cuántico de una partícula se mide el estado de su pareja entrelazada se establece independientemente de la distancia entre los dos partículas entrelazadas. Esta característica permite la preparación remota del estado cuántico, que es un ingrediente esencial para las aplicaciones en la comunicación cuántica, criptografía cuántica y computación cuántica.

El grado de entrelazamiento se utiliza a menudo como una figura de mérito para determinar su utilidad para las tecnologías cuánticas. Los sistemas fuertemente entrelazados, sin embargo, son muy sensibles a la influencia extrínseca y difíciles de preparar y controlar. Un equipo de investigadores dirigido por los físicos Caslav Brukner (teoría) y Philip Walter (experimento) en la Universidad de Viena han sido capaces de demostrar que con el fin de lograr con éxito el entrelazamiento a distancia la preparación del estado no es la única manera de avanzar. Bajo ciertas circunstancias, estados no entrelazados pueden superar a sus contrapartes entrelazados para tareas, siempre que tengan una cantidad significativa de la denominada”discordia cuántica”. Esto es nuevo y todavía no se entiende completamente como la medida de las correlaciones cuánticas cuantifica la alteración de las partículas correlacionadas cuando se están midiendo.

En sus experimentos, los investigadores utilizaron una variedad de estados de dos fotones con correlaciones de polarización diferentes. “Al medir el estado de polarización de un fotón determinado preparamos el estado del fotón socio correspondiente de forma remota”, explica Walther. “En el experimento se observa como la calidad de nuestro  estado cuántico remotamente preparado se ve afectada por los cambios en la discordancia cuántica”.

Este trabajo proporciona un paso importante y significativo hacia futuros esquemas de procesamiento de información cuántica que se basan en recursos menos exigentes.

La investigación se llevó a cabo como una colaboración entre la Facultad de Física de la Universidad de Viena y el Centro de Viena para Ciencia y Tecnología Cuántica (VCQ), el Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica (IQOQI) de la Academia Austríaca de Ciencias, el Centro para Tecnologías Cuánticas de la Universidad Nacional de Singapur y la Universidad de Oxford.

Fuente: University of Vienna