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El entrelazamiento cuántico funciona también en objetos masivos

Puede aguantar hasta media hora y posibilita la teleportación de vibraciones mecánicas


El entrelazamiento cuántico funciona a escala de objetos masivos y no sólo a nivel de átomos, fotones y electrones, ha descubierto una investigación. Tambores vibratorios del ancho de un cabello humano han estado entrelazados hasta media hora, abriendo la puerta a la teleportación de vibraciones mecánicas.





Ilustración de los minúsculos tambores vibratorios en el circuito del expertimento. Imagen: Aalto University / Petja Hyttinen & Olli Hanhirova, ARKH Architects.
Ilustración de los minúsculos tambores vibratorios en el circuito del expertimento. Imagen: Aalto University / Petja Hyttinen & Olli Hanhirova, ARKH Architects.
El entrelazamiento cuántico es uno de los fenómenos más desconcertantes de la mecánica cuántica. Cuando dos partículas, como los átomos, los fotones o los electrones, se entrelazan, experimentan un vínculo inexplicable que se mantiene incluso si las partículas están en lados opuestos del universo. Mientras están entrelazadas, el comportamiento de las partículas está ligado entre sí.

El entrelazamiento es la base de tecnologías en fase de desarrollo, tales como la computación cuántica, la criptografía cuántica, o la teleportación cuántica. Sin embargo, es extremadamente frágil y hasta ahora sólo se había observado en sistemas microscópicos como la luz o los átomos, y también en circuitos eléctricos supraconductores.

Sin embargo, una nueva investigación publicada en la revista Nature y desarrollada en la Universidad Aalto de Finlandia, ha demostrado se puede generar y detectar el entrelazamiento cuántico entre objetos más grandes. Esta investigación, dirigida por Mika Sillanpää, consiguió traer dos objetos distintos y en movimiento, casi visibles a simple vista, a un estado de entrelazamiento cuántico.

Los objetos eran dos tambores vibratorios fabricados de aluminio metálico en un chip de silicio. La estructura de los tambores es maciza y macroscópica en comparación con la escala atómica: su diámetro es similar al ancho de un cabello humano delgado.

Los tambores vibratorios interactúan a través de un circuito hiperfrecuencia supraconductor. Los campos magnéticos del circuito se usan para absorber todas las perturbaciones térmicas y dejar únicamente las vibraciones cuánticas, explica Mika Sillanpää en un comunicado de su universidad.

Cerca del cero absoluto

La eliminación de cualquier forma de ruido es importante para que el experimento funcione, por lo que se ha desarrollado a una temperatura cercana al cero absoluto (-273ºC). En este caso, los investigadores consiguieron que el entrelazamiento cuántico durara un tiempo excepcionalmente largo, hasta media hora.

"Estas medidas son desafiantes pero extremadamente fascinantes. En el futuro, intentaremos teletransportar las vibraciones mecánicas. En la teleportación cuántica, las propiedades de los cuerpos físicos pueden transmitirse a distancias arbitrarias utilizando el entrelazamiento cuántico. Sin embargo, todavía estamos bastante lejos de Star Trek ", dice  Caspar Ockeloen-Korppi, autor principal del trabajo, que también realizó las mediciones.

Los resultados demuestran que es posible tener control sobre las propiedades más delicadas y sofisticadas de los objetos cuyo tamaño se acerca a la escala de nuestra vida cotidiana.

El logro abre las puertas a nuevos tipos de tecnologías cuánticas, en las que los objetos entrelazados podrían usarse como enrutadores o sensores. El hallazgo también permite nuevos estudios de física fundamental en, por ejemplo, la interacción poco comprendida de la gravedad y la mecánica cuántica.

Avances recientes

Este descubrimiento no es el único que revela nuevas propiedades del entrelazamiento cuántico. Tal como explicamos en otro artículo, investigadores norteamericanos comprobaron recientemente por vez primera que el entrelazamiento cuántico funciona también en un sistema biológico.

Entrelazaron la polaridad de dos fotones liberados por una proteína y al separarlos mostraban la misma polarización. Este descubrimiento abre la puerta a ordenadores cuánticos construidos sobre base biológica y nuevos territorios a la investigación sobre los sistemas vivos.

Otra conquista reciente fue la de científicos chinos, que consiguieron transmitir pares de fotones entrelazados desde el espacio hasta dos estaciones terrestres y que los fotones mantuvieran el entrelazamiento a pesar de estar separados entre sí por 1.200 kilómetros, tal como informamos en otro artículo.

La nueva investigación supone un hito más en el sorprendente descubrimiento y comprensión de las posibilidades y potencialidades del entrelazamiento cuántico, una propiedad introducida en la mecánica cuántica en 1935 por el afamado físico Erwin Schrödinger.

Referencia

Stabilized entanglement of massive mechanical oscillators. C. F. Ockeloen-Korppi, et al. Nature volume 556, pages478–482 (2018). doi:10.1038/s41586-018-0038-x


Viernes, 27 de Abril 2018
Redacción T21
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