El entrelazamiento cuántico es la unión de dos partículas u objetos, aunque puedan estar muy separados: sus propiedades respectivas están vinculadas de una manera que no es posible según las reglas de la física clásica.

Es un fenómeno extraño que Einstein describe como «acción aterradora remota«, pero su extrañeza es lo que lo hace tan fascinante para los científicos. En un estudiar 2021cuántico enredo fue observado directamente y registrado en una escala macroscópica, una escala mucho más grande que las partículas subatómicas normalmente asociadas con el enredo.

Las dimensiones involucradas son aún muy pequeñas desde nuestro punto de vista: los experimentos involucraron dos pequeños tambores de aluminio de una quinta parte del ancho de un cabello humano, pero en el ámbito de la física cuántica son absolutamente enormes.

“Si analizas los datos de posición e impulso de los dos tambores de forma independiente, cada uno de ellos suena simplemente genial”, dice el físico John Teufeldel Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) en los Estados Unidos el año pasado.

«Pero al mirarlos juntos, podemos ver que lo que parece el movimiento aleatorio de un tambor está fuertemente correlacionado con el otro, de una manera que solo es posible mediante entrelazamiento cuántico.»

Aunque no hay nada que diga que el entrelazamiento cuántico no puede ocurrir con objetos macroscópicos, anteriormente se pensaba que los efectos no se notaban a escalas más grandes, o tal vez la escala macroscópica estaba gobernada por otro conjunto de reglas.

Investigaciones recientes sugieren que ese no es el caso. De hecho, las mismas reglas cuánticas se aplican aquí también y también se pueden observar. Los investigadores hicieron vibrar las diminutas membranas del tambor usando fotones de microondas y las mantuvieron en un estado sincronizado en términos de posición y velocidad.

Para evitar interferencias externas, un problema común con los estados cuánticos, los tambores se enfriaron, enredaron y midieron en etapas separadas dentro de un recinto enfriado criogénicamente. Luego, los estados del tambor se codifican en un campo de microondas reflejado que funciona de manera similar al radar.

Estudios anteriores también habían informado sobre el entrelazamiento cuántico macroscópico, pero la investigación de 2021 fue más allá: todas las medidas necesarias se registraron en lugar de inferirse, y el entrelazamiento se generó de manera determinista y no aleatoria.

En un serie de experiencias relacionadas pero distintasLos investigadores que también trabajan con tambores macroscópicos (u osciladores) en un estado de entrelazamiento cuántico han demostrado cómo es posible medir la posición y el impulso de ambos parches al mismo tiempo.

«En nuestro trabajo, los parches de tambor exhiben un movimiento cuántico colectivo». dice la física Laure Mercier de Lepinay, de la Universidad Aalto de Finlandia. «Los tambores vibran en fase opuesta entre sí, de modo que cuando uno de ellos está en una posición final del ciclo de vibración, el otro está en la posición opuesta al mismo tiempo».

«En esta situación, la incertidumbre cuántica del movimiento de los tambores se cancela si los dos tambores se tratan como una sola entidad mecánica cuántica».

Lo que hace los titulares es que circula Principio de incertidumbre de Heisenberg – la idea de que la posición y el impulso no se pueden medir perfectamente al mismo tiempo. El principio establece que registrar cualquiera de las medidas interferirá con la otra a través de un proceso llamado acción de retroalimentación cuántica.

Además de respaldar el otro estudio al demostrar el entrelazamiento cuántico macroscópico, esta investigación en particular usa este entrelazamiento para evitar la acción de retroalimentación cuántica, esencialmente estudiando la línea entre la física clásica (donde se aplica el principio de incertidumbre) y la física cuántica (donde no parece) .

Una de las posibles aplicaciones futuras de ambos conjuntos de hallazgos se relaciona con las redes cuánticas: poder manipular y enredar objetos a escala macroscópica para que puedan alimentar las redes de comunicación de próxima generación.

«Además de las aplicaciones prácticas, estos experimentos examinan hasta qué punto en el ámbito macroscópico los experimentos pueden impulsar la observación de fenómenos claramente cuánticos», escriben los físicos Hoi-Kwan Lau y Aashish Clerk, que no participaron en los estudios, en un comentario sobre la investigación publicada en ese momento.

Los dos primero y el en segundo estudio han sido publicados en La ciencia.

Una versión de este artículo se publicó por primera vez en mayo de 2021.