Teletransporte cuántico de energía en una cadena ✎ exprés

Original: "Quantum Energy Teleportation and Entropy Change due to Feedback Control in One-Dimensional Heisenberg Model"
arXiv:2305.03967 · 2023-05-06 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 2 min
Se puede extraer energía del vacío simplemente cambiando el campo magnético en el otro extremo de la cadena.

El entrelazamiento cuántico es como un resorte invisible entre partículas: aprietas una y la otra se mueve, sin importar dónde esté. En el nuevo trabajo, los físicos construyeron un modelo de cuatro espines (pequeñas agujas magnéticas) en una cadena, donde los espines extremos están sujetos por un campo magnético local. Este campo actúa como una pinza ajustable: puede debilitar o fortalecer la conexión de las partículas extremas con el resto de la cadena.

El protocolo de teletransporte de energía funciona así. En un extremo de la cadena se realiza una medición, como si se tirara del resorte. En el otro extremo, al conocer el resultado de la medición, se "ajusta" rápidamente el campo magnético para extraer energía. Y aquí está la sorpresa: se extrae más energía no con el campo más fuerte ni con el más débil, sino en un punto intermedio.

Con un campo intermedio, la pinza no ahoga la conexión, pero tampoco deja que la energía se escape antes de tiempo, como un grifo ligeramente cerrado que mantiene la presión pero permite soltar el chorro en el momento justo.

Los autores notaron que la curva de energía extraída casi replica exactamente la gráfica del cambio de entropía (medida del desorden) con la retroalimentación. Esto sugiere que la retroalimentación no solo da órdenes, sino que redistribuye el entrelazamiento de modo que parte de él se convierte en energía pura. Resulta que la información cuántica no es una abstracción, sino un combustible que se puede extraer del vacío si sabes cómo girar la perilla.

Aquí la entropía no es caos, sino más bien una "moneda oculta": cuánta energía está encerrada en las conexiones entre partículas. La medición en un extremo es como abrir una caja fuerte, y la retroalimentación en el otro extremo toma los billetes.

El teletransporte cuántico de energía no viola la ley de conservación: la energía no surge de la nada, sino que se extrae del entrelazamiento que estaba "almacenado" en el sistema de antemano.

En la novela 'El fin de la eternidad' de Isaac Asimov, la energía se extrae del tiempo; aquí, su fuente es el entrelazamiento cuántico, lo que recuerda la idea de transmitir recursos instantáneamente a través del espacio.

Científicos
William WoottersJohn Stewart BellJacob BekensteinErwin SchrödingerAlain AspectDavid Deutsch
Conceptos
teleportación cuántica retroalimentación entropía de von Neumann transporte de calor cuántico intercambio de energía propagación de información energía magnética transición transmisión de datos sensor de campo eléctrico frecuencia de transición trabajo transporte de espín transferencia de momento acoplamiento de intercambio vacío hamiltoniano disipación de calor entalpía señal de control