¿Qué significa entrelazamiento cuántico?
Si dos partículas están entrelazadas, no pueden describirse individualmente sino que deben considerarse de forma sistemática. Ésta es una situación muy extraña. El entrelazamiento contiene algunas propiedades inesperadas, como "trascendencia cuántica" y "no localidad". Este artículo explica el significado y las causas del entrelazamiento cuántico y su impacto en la computación y las comunicaciones cuánticas.
En primer lugar, el significado de entrelazamiento cuántico
El entrelazamiento cuántico es una correlación entre estados cuánticos. Si dos partículas se entrelazan, forman un todo y sus estados existentes están globalmente relacionados.
Un estado cuántico se puede representar como una combinación lineal de las distribuciones de probabilidad de todos los estados observables en una partícula, donde cada estado tiene su propia fase de amplitud compleja, lo que se denomina superposición de estados cuánticos.
Sin embargo, cuando dos o más partículas se entrelazan, sus estados cuánticos dejan de ser independientes, sino que forman un nuevo estado en el que la función de onda de cada partícula depende del sistema del estado de las demás partículas en él.
El punto clave aquí es que medir cualquier partícula afectará directamente los resultados de medición de otras partículas. Esta correlación significa que dos partículas pueden producir valores consistentes para la misma propiedad física sin ninguna conexión significativa entre ellas.
2. Causas del entrelazamiento cuántico
El entrelazamiento cuántico se origina a partir de los principios básicos de la mecánica cuántica, a saber, la inseparabilidad física y la no localidad. En mecánica cuántica, el entrelazamiento ocurre sólo al nivel de las partículas más pequeñas, sistemas compuestos por qubits.
En otras palabras, el entrelazamiento cuántico es causado por la interacción de partículas en un estado de superposición coherente en la mecánica cuántica. Cuando se interrumpe la interacción (por ejemplo, cuando un medio como el aire está presente entre las partículas), volverán a mostrar su comportamiento único. En este caso, siguen siendo cuánticos pero sólo interactúan con su entorno, y el entrelazamiento cuántico esperado ya no existe.
En tercer lugar, el impacto del entrelazamiento cuántico en la computación cuántica
La computación cuántica se basa en una gran cantidad de entrelazamiento cuántico en el procesador cuántico para producir el efecto de "trascendencia cuántica", que es diferente al de las computadoras tradicionales. Los algoritmos utilizados son diferentes. La superposición y el entrelazamiento de estados cuánticos aportan umbrales físicos fundamentales para dichos cálculos que han demostrado tener implicaciones comerciales y políticas para la informática e Internet en constante cambio.
El concepto relacionado con la no localidad en el entrelazamiento (codificación densa) se ha convertido en una de las primeras soluciones de toma de decisiones en la criptografía moderna y se ha implementado en la comunicación cuántica. La medición láser, por otro lado, utiliza el entrelazamiento cuántico para expandir eficientemente las capacidades de medición óptica y mejorar la sensibilidad de muchos instrumentos, como la fabricación de láseres de bajo ruido en submilisegundos.