Entrelazamiento cuántico mantenido en objetos casi macroscópicos

Ilustración del experimento
AALTO UNIVERSITY/PETJA HYTTINEN & OLLI HANHIROVA,
Publicado 26/04/2018 11:25:42CET

   MADRID, 26 Abr. (EUROPA PRESS) -

   La particular propiedad cuántica del entrelazamiento se puede generar y detectar también en objetos masivos, no sólo en sistemas microscópicos como la luz y los átomos, y durante largo tiempo.

   Investigadores dirigidos por Mika Sillanpää en la Universidad de Aalto lograron llevar los movimientos de dos tambores de vibración individuales -fabricados de aluminio metálico sobre un chip de silicio- a un estado cuántico entrelazado. Los objetos macroscópicos en el experimento son verdaderamente masivos en comparación con la escala atómica: los parches de tambor circulares tienen un diámetro similar al ancho de un cabello humano delgado.

   Tal vez la predicción más extraña de la teoría cuántica es el entrelazamiento, un fenómeno por el cual dos objetos distantes se asocian de una manera que desafía tanto a la física clásica como a la comprensión de sentido común de la realidad. En 1935, Albert Einstein expresó su preocupación por este concepto, refiriéndose a él como "acción espeluznante a distancia".

   Hoy en día, el entrelazamiento se considera una piedra angular de la mecánica cuántica, y es el recurso clave para un conjunto de tecnologías cuánticas potencialmente transformadoras. El entrelazamiento es, sin embargo, extremadamente frágil, y se ha observado previamente solo en sistemas microscópicos como la luz o los átomos, y recientemente en circuitos eléctricos superconductores.

   El equipo, cuyo estudio se publica en Nature, también incluyó científicos de la Universidad de Nueva Gales del Sur Canberra (UNSW) en Australia, la Universidad de Chicago y la Universidad de Jyväskylä en Finlandia. El enfoque adoptado en el experimento se basó en una innovación teórica desarrollada por Matt Woolley en UNSW y Aashish Clerk, ahora en la Universidad de Chicago.

   "Los cuerpos vibratorios están hechos para interactuar a través de un circuito de microondas superconductor. Los campos electromagnéticos en el circuito se utilizan para absorber todas las perturbaciones térmicas y dejar atrás solo las vibraciones mecánicas cuánticas", dice Mika Sillanpää, que describe la configuración experimental.

   La eliminación de todas las formas de ruido es crucial para los experimentos, por lo que deben realizarse a temperaturas extremadamente bajas cerca del cero absoluto, a -273 grados C. Sorprendentemente, el enfoque experimental permite que el estado inusual de entrelazamiento persista durante largos períodos de tiempo, en este caso hasta media hora.

   "Estas medidas son desafiantes pero extremadamente fascinantes. En el futuro, intentaremos teletransportar las vibraciones mecánicas. En el teletransporte cuántico, las propiedades de los cuerpos físicos pueden transmitirse a distancias arbitrarias utilizando el canal de 'acción espeluznante a distancia'", explica Caspar Ockeloen-Korppi, autor principal del trabajo, quien también realizó las mediciones.

   Los resultados demuestran que ahora es posible tener control sobre objetos mecánicos grandes en los que se pueden generar y estabilizar estados cuánticos exóticos. Este logro no solo abre las puertas a nuevos tipos de tecnologías cuánticas y sensores, sino que también permite estudios de física fundamental en, por ejemplo, la interacción poco comprendida entre la gravedad y la mecánica cuántica.