Un enredo cuántico.
Enlace cuántico confirmado con luz desde cuásares distantes.
 |
| Una de las dos unidades de estación receptora móvil para los fotones enredados, que fue operado por los físicos cuánticos de la Academia de Ciencias de Austria (OeAW) en La Palma para medir el enredo cuántico. Copyright: Dominick Rauch / OeAW. |
El grupo de Anton Zeilinger en la Academia de Ciencias de Austria y la Universidad de Viena publicó una nueva prueba de enredo cuántico usando fotones de objetos astronómicos distantes. Un experimento realizado en la isla canaria de La Palma usó dos de los telescopios más grandes del mundo, el Telescopio Nazionale Galileo y el Telescopio William Herschel. Los científicos informan sobre el experimento y sus resultados en Physical Review Letters.
En el experimento, se crearon pares de fotones entrelazados y se enviaron a las estaciones receptoras que los investigadores instalaron justo al lado de los dos grandes telescopios. Los telescopios observaron dos lugares diferentes, casi opuestos, en el cielo. Recolectaron la luz de los cuásares (objetos cuasi estelares) que se cree que son núcleos activos muy brillantes de una galaxia. Las variaciones del color en la luz quasar se usaron luego para controlar qué tipo de medición se realizó en los dos fotones de un par enmarañado creado en un laboratorio móvil en La Palma. De estos fotones, uno fue enviado a una estación receptora cerca del Telescopio Nazionale Galileo, el otro a otro receptor junto al Telescopio William Herschel. Allí, la polarización individual de cada fotón enredado se midió según lo decidido por las fluctuaciones de la luz de su cuásar respectivo.
El desafío es el siguiente. La medición de un fotón de un par entrelazado tiene una influencia instantánea en el resultado de la medición del otro. Esto fue llamado por Einstein "acción espeluznante a distancia", y él esperaba una física sin enredos. La pregunta es: ¿cómo se decide qué medidas se realizan en los dos fotones?
Es evidente que sería deseable que las decisiones se tomen de forma completamente independiente, de modo que no puedan ser influenciadas por una causa común. En el nuevo experimento, las fluctuaciones de la luz de dos cuásares decidieron en cada fotón enredado por separado qué polarización se mide. En el número actual de Physical Review Letters, el equipo informa sobre un experimento de este tipo, en el que los cuásares utilizados se encontraban a unos 12 mil y 8 mil millones de años luz de distancia, en puntos casi opuestos del cielo. Esto es bastante corto después del Big Bang hace 13.800 millones de años, y cualquier posible influencia en ambos cuásares podría haber ocurrido en solo el 4% del Universo conocido.
Quasars utilizados como generadores de números aleatorios por primera vez.
 |
| El Telescopio Nacional Galileo en La Palma está cerca del telescopio William Herschel y fue usado por físicos cuánticos de la Academia Austriaca de las Ciencias (OeAW) para realizar una "Prueba de Campana Cósmica". El contenedor en primer plano contiene una estación receptora para fotones enredados. Derecho de autor: Dominik Rauch / OeAW |
"El desafío crucial en el experimento fue asegurarnos de que la elección de las mediciones de polarización en cada uno de los fotones enredados se realiza completamente independientemente de nosotros y de cualquier entorno, sin importar cuán grande sea", dice Dominik Rauch, el primer autor del artículo. "Esta luz, que es completamente independiente de nosotros y de casi todo nuestro pasado, nos permitió usar estos Quasars distantes como generadores de números aleatorios cósmicos".
La luz cósmica utilizada era en ese sentido ideal para el experimento. También proporciona una nueva forma de obtener números aleatorios. De esta forma, quásares distantes donde por primera vez se aplicaron como generadores de números aleatorios.
Predicciones de mecánica cuántica confirmadas.
Los físicos cuánticos de la Academia de Ciencias de Austria y la Universidad de Viena han sido pioneros en muchos de estos experimentos. Ya en febrero de 2017, se realizó un experimento piloto, donde la luz cósmica provenía de las estrellas de nuestra Vía Láctea, que estaba a solo unos cientos de años luz de distancia.
El físico cuántico Anton Zeilinger explica: "Esta es la primera vez que la luz que viaja hacia nosotros desde casi el borde del Universo conocido se ha utilizado en un experimento cuántico. Los resultados en los fotones enredados confirmaron las predicciones de la mecánica cuántica. Esto también es muy importante para las tecnologías cuánticas, porque las mediciones no influenciadas en los estados enredados son importantes para una prueba definitiva de la seguridad de varios procedimientos cuánticos ".
El equipo de la Academia de Ciencias de Austria y la Universidad de Viena colaboraron con equipos internacionales. En los Estados Unidos, estos fueron el Instituto de Tecnología de Massachusetts, Harvey Mudd College y la Universidad de California, San Diego. Además, participó la Escuela de Informática de China, así como el grupo británico-neerlandés-español Isaac Newton que opera el Telescopio William Herschel y la Fundación Galileo Galilei italiana que opera el Telescopio Nazionale Galileo.
Publicación.
"Cosmic Bell test using random measurement settings from high-redshift quasars”, Dominik Rauch, Johannes Handsteiner, Armin Hochrainer, Jason Gallicchio, Andrew S. Friedman, Calvin Leung, Bo Liu, Lukas Bulla, Sebastian Ecker, Fabian Steinlechner, Rupert Ursin, Beili Hu, David Leon, Chris Benn, Adriano Ghedina, Massimo Cecconi, Alan H. Guth, David I. Kaiser, Thomas Scheidl, and Anton Zeilinger, Physical Review Letters, 2018.
Contacto científico:
Dominik Rauch
Institute for Quantum Optics and Quantum Information - Vienna
Austrian Academy of Sciences
Boltzmanngasse 3, 1090 Vienna
T +43 1 4277-29577
• Publicado en IQI Vienna el 20 de agosto del 2.018, enlace publicación.
