Científicos logran visualizar dos fotones entrelazados en tiempo real, y descubren un “yin-yang” cuántico 

Un grupo de investigadores ha encontrado lo que parece ser un sorprendente símbolo cuántico «yin-yang» utilizando un método innovador para ver dos fotones entrelazados en tiempo real.

Gracias a este experimento se podría crear una computadora cuántica más rápida, que reconstruya las características de los fotones entrelazados a partir de un patrón de interferencia 2D.

Las futuras mediciones cuánticas podrían acelerarse enormemente utilizando esta novedosa técnica, también conocida como «holografía digital bifotónica», que utiliza una cámara de muy alta precisión.

Dos partículas de luz, o fotones, pueden quedar indisolublemente unidas gracias al entrelazamiento cuántico, la extraña conexión entre dos partículas distantes que Albert Einstein describió como «acción espeluznante a distancia». Esto significa que un cambio en uno de ellos siempre resultará en un cambio en el otro, por muy alejados que estén.

Entrelazamiento cuántico representado por un artista. Depositphotos.com es la fuente de la imagen.

Los científicos deben identificar la función de onda de un objeto cuántico para poder hacer predicciones precisas sobre él. Esta función de onda es una descripción del estado actual del fotón en una superposición de todos los valores físicos posibles. Dado que cualquier medición de una da como resultado un cambio instantáneo en la otra, el entrelazamiento dificulta la determinación de la función de onda de dos partículas conectadas.

 

Un poco del mundo cuántico

La tomografía cuántica es una técnica que los físicos utilizan con frecuencia para superar este desafío. Miden una propiedad particular de un estado cuántico complejo (como su polarización o impulso) de forma aislada de las demás proyectando el estado sobre un objetivo de proyección.

Los científicos pueden reconstruir la forma de un objeto en tres dimensiones a partir de las sombras que proyecta en dos dimensiones repitiendo estas mediciones en numerosas copias del estado cuántico.

Este proceso produce toda la información necesaria, pero también requiere muchas mediciones y produce muchos estados «no permitidos» que desafían las leyes de la física. Por tanto, la difícil tarea de los científicos es deshacerse de estados ilógicos y físicamente sin sentido. Dependiendo de lo complejo que sea el sistema, este proceso podría tardar horas o incluso días.

 

Más allá de la importancia del experimento, lo que ha llamado más la atención, al menos en línea, es precisamente cómo la imagen del entrelazamiento cuántico se parece al símbolo de las energías opuestas conocidas como yin y yang. que crearon el universo y permiten describirlo en su totalidad.

Yin-yang cuántico

Dado que se trata de una «imagen de coincidencia» provocada por la interferencia de los fotones, la imagen es una coincidencia, al menos en el sentido más estricto. La forma del yin-yang, que es una especie de entrelazamiento o danza de opuestos, ha surgido en el fondo mismo de la realidad. El entrelazamiento cuántico es un fenómeno fundamental pero un poco misterioso.

Estamos viviendo el comienzo de una nueva era en la física cuántica, una en la que las maravillas del entrelazamiento ya no existen. Ya no están envueltos en misterio, sino que se revelan de manera inequívoca y precisa.

Los resultados del estudio se publicaron el 14 de agosto en la revista Nature Photonics.