El principio de la localidad señala que dos objetos alejados no pueden influirse mutuamente de manera instantánea. El fenómeno al que se referían Einstein, Podolski y Rosen ocurre cuando dos partículas se conectan de tal forma que lo que sucede con una afecta a la otra, sin importar la distancia que haya entre ellas, como explica el portal Science Alert.

El término de entrelazamiento cuántico para referirse al fenómeno fue introducido en 1935 por el físico austriaco Erwin Schrödinger (sí, el del gato). Mientras tanto, Einstein se refirió al fenómeno como “acciones fantasmagóricas a distancia”.

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“La teoría no puede ser reconciliada con la idea de que la física debe representar una realidad en el espacio y en el tiempo, libre de acciones fantasmagóricas”, escribió Einsten en una carta al físico Max Born, citada por BBC, en la que demostraba lo mucho que le inquietaba ese fenómeno cuántico.

Y es que el entrelazamiento cuántico puede ser demostrado y recreado en experimentos de laboratorio; incluso le sacan partido para establecer las bases de la mecánica, la computación y la criptografía cuánticas. Sin embargo, todavía es un misterio, porque nadie comprende cómo funciona realmente, como indica ABC.

Sonríe para la foto, querido fotón

A pesar de la incomprensión y la inquietud que genera el entrelazamiento cuántico, un grupo de científicos de la Universidad de Glasgow, en Escocia, lograron, por primera vez en la historia, tomarle una foto a un tipo de entrelazamiento cuántico, llamado entrelazamiento de Bell. Las imágenes fueron publicadas en un artículo de Science Advances.

Aunque a simple vista la imagen no parece decir nada, y luce como sal o azúcar sobre una superficie negra, es importante porque nos da la primera muestra visual de una propiedad fundamental de la naturaleza. La imagen muestra el entrelazamiento entre dos partículas de luz, fotones, que, pese a estar separadas, interactúan y comparten por un breve momento los mismos estados físicos.

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Para conseguir la imagen se requirió de un trabajo muy complejo: los físicos crearon un sistema en el que disparaban corrientes de fotones entrelazadas desde una fuente cuántica de luz a través de objetos que denominaron como no convencionales para destruir su flujo.

Las corrientes de fotones fueron divididas al pasar un haz a través de un material de cristal líquido, conocido como β-bario borato, lo que generó que los fotones pasaran por una serie de transiciones en cuatro fases.

Entonces, adecuaron una cámara supersensible, capaz de detectar fotones, para que se activara al detectar los fotones entrelazados. Eso permitió capturar la imagen de los fotones entrelazados en las cuatro fases de transición, que eran idénticas, aunque las partículas estuvieran separadas en el espacio, lo que se traduce en la captura fotográfica de un entrelazamiento cuántico.

Este experimento permitirá impulsar el avance de la computación cuántica y el desarrollo de tecnologías para obtener imágenes de fenómenos cuánticos, como el entrelazamiento, que ayudarán a comprenderlos y aplicarlos de maneras diferentes a las actuales.

Imágenes: Science Advances.

¿Sabes qué es un satélite cuántico? Aunque puede sonar a un aparato proveniente de una historia de ciencia ficción, en realidad es un satélite llamado Micius, que en la vida real lleva a cabo tareas cuánticas. Su más reciente logro fue ayudar al presidente de la Academia China de Ciencia a hacer una videollamada. Pero no cualquier videollamada, sino una llamada ‘quantum-safe’ o asegurada con mecánica cuántica, según reportó Gizmodo. Esta podría ser la llamada más segura del mundo.

El satélite Micius ha sido noticia varias veces este año, gracias a su papel en algunos logros científicos como la teleportación cuántica. El satélite está realizando labores importantes, como permitirle al gobierno chino establecer líneas de comunicación más seguras, con la ayuda de la mecánica cuántica.

Hace unos días, la Academia China de Ciencia reportó la primera videollamada ‘quantum-safe’ entre su presidente y el presidente de la Academia de Ciencias de Austria en Vienna. Lo que hace que esta llamada súper segura sea posible son las leyes de la mecánica cuántica: el entrelazamiento cuántico y la superposición.

¿Qué dicen estas leyes?

Los fotones (las partículas elementales de la física cuántica) pueden ser divididos por un rayo láser, en pares de fotones entrelazados. Estas partículas entrelazados se influencian entre sí: si uno de ellos cambia su estado, el otro reacciona inmediatamente al tomar un estado relativo al primero. Los fotones continúan enlazados incluso si se separan por una gran distancia.

Esto sucede porque las matemáticas de la mecánica cuántica requieren que dos fotones enlazados se describan usando la misma ecuación, incluso si están separadas entre sí por grandes distancias. Si se entrelazan un par de partículas de luz y luego se separan, al medir una de ellas, automáticamente se implica lo que la otra debería ser.

¿Acción espeluznante?

A este fenómeno se le suele llamar ‘espeluznante (o tenebrosa) acción a distancia. Pero en realidad no es tan tenebrosa, especialmente por la forma en que se usa: para compartir llaves de cifrado y asegurarse de que nadie estuviera interceptando la llamada.

Al entrelazar fotones sobre una larga distancia se comparte un vínculo, pero si hay un ‘espía’ en la línea de comunicaciones, entonces las leyes cuánticas hacen que se pierda la conexión. Los científicos usan ese vínculo para establecer una línea segura.

En pocas palabras, Micius envía fotones entrelazados a dos estaciones: una en Austria y otra en China. Ambas están cifradas con polarizaciones específicas (la dirección de las ondas de luz) como método de seguridad.

¿Para qué sirve?

Los científicos toman medidas de las polarizaciones y luego regresan la información al satélite, que las revisa para asegurarse de que no hay un colapso. Así, se crean llaves de seguridad que la estaciones usan para cifrar y descifrar los datos de la videollamada. Esto de acuerdo al comunicado de prensa de la Academia Austríaca de Ciencias.

Los sistemas de distribución de claves cuánticas se hacen para que no puedan ser hackeadas, si se crean correctamente. Aunque muchas veces el ingenio de los delincuentes no tiene límites. Sin embargo, si esta tecnología se sigue desarrollando, muy pronto quizá podremos enviar documentos importantes a través de enlaces con claves cuánticas.

Para que entiendas un poco más los detalles técnicos de cómo sucedió esta llamada cuántica, te recomendamos ver este video.

Imágenes: captura de pantalla y Academia Austríaca de Ciencias.