Cómo ver el entrelazamiento invisible exprés
Dos fotones entrelazados se separan en direcciones opuestas, pero siguen comportándose como un todo: la medición de uno determina instantáneamente el estado del otro. Esto es el entrelazamiento cuántico. Sin embargo, a veces se parece a un espía experimentado: no deja rastros visibles en una inspección ordinaria. Este entrelazamiento "ligado" (bound entanglement) no sirve para comunicaciones ultra seguras, pero detectarlo es una tarea importante para comprender el mundo cuántico.
Los autores del artículo encontraron una manera de sacar a la luz este entrelazamiento. Notaron que la diferencia entre dos características matemáticas del estado —la transposición parcial (intercambio de partes de la matriz) y la pureza— se descompone en partes, una de las cuales está relacionada con la quiralidad. La quiralidad es la propiedad de un objeto de no coincidir con su imagen especular, como la mano izquierda y la derecha. En física cuántica se mide mediante una magnitud que describe, por ejemplo, el comportamiento de los electrones en ciertos materiales magnéticos. Resultó que es precisamente la quiralidad la que delata la presencia de entrelazamiento oculto.
Basándose en esta idea, los físicos construyeron un clasificador espectral multicanal. Funciona como una máquina clasificadora: toma un estado cuántico, lo descompone según varias características (incluida la quiralidad) y emite un veredicto: si hay entrelazamiento oculto o no. En todas las familias conocidas de estados entrelazados ligados de dimensión 3×3, el clasificador mostró un 99.9% de respuestas correctas y ningún falso positivo. En comparación, el método antiguo basado únicamente en el criterio CCNR daba alrededor del 40%.
Este enfoque no solo resuelve un problema académico. El entrelazamiento ligado es la "materia oscura" de la teoría cuántica de la información: existe, afecta a los sistemas, pero no se ve directamente. Saber detectarlo ayudará a controlar mejor las computadoras cuánticas y quizás abra nuevas formas de proteger la información. La quiralidad, que conocemos por las espirales de las conchas y las moléculas de azúcar, se convierte en una clave para los misterios del mundo cuántico.
El entrelazamiento ligado no se puede usar para la teletransportación cuántica, pero su presencia interfiere seriamente con el funcionamiento de las computadoras cuánticas, por lo que es importante saber detectarlo.
En la novela "El ladrón cuántico" de Hannu Rajaniemi, los estados entrelazados se usan como moneda; quizás el "entrelazamiento ligado" sería allí contrabando difícil de rastrear.