Albert Einstein, uno de los físicos más influyentes de la historia, tenía sus reservas sobre la mecánica cuántica, en particular con el concepto de entrelazamiento cuántico. Sin embargo, un experimento reciente ha demostrado una vez más que Einstein pudo haberse equivocado en este aspecto.
El desafío de Einstein al entrelazamiento cuántico
Einstein cuestionó la idea de que una partícula pudiera verse afectada por otra que no estuviera cerca, una noción central del entrelazamiento cuántico. A pesar de su escepticismo, los experimentos han demostrado que el entrelazamiento cuántico es posible y que dos partículas entrelazadas pueden estar conectadas a distancia.
El nuevo experimento
En un experimento reciente, los científicos utilizaron un tubo de 30 metros de largo enfriado a una temperatura cercana al cero absoluto para realizar una prueba de Bell. Esta prueba propone una desigualdad matemática que, si se rompe, muestra que la teoría de la mecánica cuántica se mantiene unida.
Este experimento no solo llevó a cabo la prueba de Bell a distancias más largas de las que se habían intentado anteriormente, sino que también la realizó utilizando circuitos superconductores, que se espera que jueguen un papel significativo en el desarrollo de las computadoras cuánticas.
Implicaciones prácticas del experimento
El diseño del experimento, con cientos de circuitos electrónicos del tamaño de micrómetros, podría ser modificado para usarse de varias maneras. Según Simon Storz, físico cuántico de ETH Zurich en Suiza, «Con nuestro enfoque, podemos demostrar mucho más eficientemente que en otros montajes experimentales que se viola la desigualdad de Bell».
A pesar de los desafíos de construir y ajustar la máquina, los investigadores confían en que podría adaptarse para funcionar a escalas más grandes, ampliando los límites de lo que sabemos sobre la mecánica cuántica. Este experimento representa la separación más larga entre dos qubits superconductores entrelazados hasta la fecha y muestra la promesa de la tecnología de qubits. La misma tecnología demostrada aquí podría encontrar eventualmente su camino hacia las computadoras cuánticas a gran escala.
El enfoque utilizado en este experimento ofrece una forma más eficiente de demostrar la violación de la desigualdad de Bell en comparación con otros enfoques experimentales. Esta eficiencia podría tener un impacto significativo en aplicaciones prácticas, como las comunicaciones seguras y encriptadas.
Los resultados de este experimento destacan el potencial de la tecnología de qubits, que son los bloques fundamentales de la información cuántica. Al lograr la entrelazación cuántica a la mayor distancia registrada hasta ahora entre dos qubits superconductores, se demuestra la promesa de esta tecnología y su posible implementación en futuras computadoras cuánticas a gran escala.
Superando desafíos y alcanzando nuevos horizontes
El equipo de científicos de ETH Zurich ha enfrentado numerosos desafíos para construir y afinar esta compleja máquina cuántica. El dispositivo utilizado en el experimento está compuesto por 1,3 toneladas de cobre, 14 000 tornillos y una amplia gama de conocimientos en física y ingeniería.
Uno de los aspectos clave del experimento fue garantizar que las mediciones se realizaran en un tiempo inferior al necesario para que la luz viaje de un extremo a otro del tubo. Esto asegura que no se haya intercambiado información entre las partículas entrelazadas. La luz tardó 110 nanosegundos en recorrer el tubo, y las mediciones se realizaron en solo unos pocos nanosegundos menos. Los investigadores utilizaron fotones de microondas para crear la entrelazación y evaluaron más de un millón de mediciones para demostrar la violación de la desigualdad de Bell.
Este experimento es un recordatorio de que, aunque Einstein fue un genio indiscutible, no tenía todas las respuestas. La mecánica cuántica sigue desafiando nuestras ideas sobre el universo y, con cada nuevo descubrimiento, nos acercamos un paso más a comprender sus misterios.
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