La física cuántica no es nada intuitiva. No lo es hoy, algo más de un siglo después de su nacimiento, y, desde luego, no lo era a principios del siglo XX cuando algunos de los físicos teóricos más eminentes de aquella época comenzaron a coquetear con ella. Uno de ellos fue Albert Einstein. Ha trascendido que uno de los fenómenos más exóticos de la mecánica cuántica, el entrelazamiento cuántico, le parecía tan extraño cuando lo predijo en 1935 junto a Podolsky y Rosen que llegó a describirlo como "una acción fantasmal a distancia" con el propósito de defender la imposibilidad de que aquella predicción fuese correcta.
Pero sí, el entrelazamiento cuántico existe. Los científicos lo saben desde que en 1949 la física china-estadounidense Chien-Shiung Wu y el estadounidense Irving Shaknov lo comprobaron experimentalmente por primera vez. De hecho, es uno de los mecanismos que hacen posible el correcto funcionamiento de los prototipos de ordenadores cuánticos que tenemos actualmente. Este fenómeno no tiene un equivalente en la física clásica, y consiste en que el estado de los sistemas cuánticos involucrados, que pueden ser dos o más, es el mismo.
Esto significa que estos objetos, en realidad, forman parte de un mismo sistema, incluso aunque estén separados físicamente. De hecho, la distancia no importa. Si dos partículas, objetos o sistemas están entrelazados mediante este fenómeno cuántico, cuando midamos las propiedades físicas de uno de ellos estaremos condicionando instantáneamente las propiedades físicas del otro sistema con el que está entrelazado. Incluso aunque esté en la otra punta del universo.
Desentrañando uno de los mecanismos más asombrosos de la física cuántica
Las ideas en las que hemos indagado hasta ahora suenan a ciencia ficción, es verdad, pero el entrelazamiento cuántico se ha comprobado empíricamente en muchas ocasiones durante las últimas siete décadas. De hecho, este fenómeno es, junto a la superposición de estados, uno de los principios fundamentales de la computación cuántica. Como cabe esperar, los físicos lo conocen mejor ahora que a principios del siglo XX, cuando fue predicho por Einstein, Podolsky y Rosen, pero todavía están muy lejos de comprender en toda su extensión las implicaciones que tiene este mecanismo.
Es posible perturbar dos partículas entrelazadas y separadas en el espacio por una cierta distancia sin alterar sus propiedades compartidas
Afortunadamente, el esfuerzo que están haciendo los investigadores para ir desentrañando poco a poco sus misterios está dando sus frutos. Su último hallazgo ha visto la luz hace apenas tres días, y sus responsables son dos equipos de físicos de la Universidad de Witwatersrand (Sudáfrica) y la Universidad Huzhou (China). Lo que han demostrado es muy importante: es posible perturbar dos partículas entrelazadas y separadas en el espacio por una cierta distancia sin alterar sus propiedades compartidas.
Es un éxito experimental indiscutible. Para llevarlo a cabo han ideado una estrategia muy ingeniosa. Esta declaración de Pedro Ornelas, uno de los físicos involucrados en este experimento, la resume con bastante claridad: "Hemos logrado este hito experimental entrelazando dos fotones idénticos y actuando sobre su función de onda compartida de manera que su topología o estructura adquiría visibilidad únicamente cuando tratábamos a los fotones como una única entidad".
Para entender un poco mejor la conclusión a la que han llegado estos físicos podemos recurrir a un ejemplo razonablemente sencillo ideado por ellos mismos. La topología de las partículas entrelazadas entendida como su estructura tiene la capacidad de preservar las propiedades de las propias partículas de la misma manera en que podríamos transformar mediante un experimento mental una taza de café en un dónut. Si pudiésemos hacerlo observaríamos que a pesar del cambio de forma del objeto su característica topológica fundamental, que es el agujero que tiene en su centro, permanece constante e inalterada.
A priori puede parecernos que una idea tan abstracta y exótica difícilmente tendrá aplicaciones prácticas, pero nada más lejos de la realidad. Esto es ciencia de vanguardia, y por muy extraño que nos parezca el experimento que han llevado a cabo estos investigadores para obtener un conocimiento no menos extraño cabe la posibilidad de que en el futuro pueda ser utilizado para diseñar nuevos protocolos empleados en comunicaciones cuánticas. Incluso es posible que este conocimiento pueda intervenir en la puesta a punto de ordenadores cuánticos más avanzados. Al fin y al cabo este descubrimiento tiene presumiblemente la capacidad de revolucionar la forma en que se codifica y se transmite la información en los sistemas cuánticos.
Imagen de portada: CERN
Más información: Universidad de Witwatersrand en Sudáfrica
Ver 3 comentarios