Logran por primera vez el entrelazamiento cuántico de dos objetos macroscópicos
El entrelazamiento es, sin duda, una de las predicciones más extrañas y sorprendentes de la Física Cuántica. Se trata de un fenómeno por el cual dos objetos distantes se "entrelazan" de una forma que desafía tanto al sentido común como a las leyes la física clásica. No importa la distancia a la que estén dos partículas la una de la otra. Si están entrelazadas, cualquier variación en una de ellas afecta inmediatamente a la otra, incluso si ambas se encuentran en extremos opuestos del Universo. En 1935, Albert Einstein expresó su preocupación por este concepto, refiriéndose a él como "acción fantasmal a distancia".
Hoy en día, sin embargo, el entrelazamiento es considerado una piedra angular de la mecánica cuántica, y una pieza clave para desarrollar nuevas tecnologías, tanto en computación como en telecomunicaciones. ¿Se imaginan un sistema de comunicación instantáneo? Baste decir, por ejemplo, que con las actuales comunicaciones por radio una señal (viajando a la velocidad de la luz) tarda largos minutos (unos siete hasta Marte y unos veinte hasta Júpiter) en llegar a su destino, algo que no resulta demasiado práctico para las misiones espaciales.
El entrelazamiento, sin embargo, no resulta sencillo de "domesticar". Se trata, en efecto, de un fenómeno extremadamente fragil, observado hasta ahora en sistemas microscópicos entre fotones o átomos, y más recientemente en circuitos eléctricos superconductores, pero que se diluye y desaparece cuando se trata de aplicarlo a distancias mayores. Por eso, muchos físicos trabajan actualmente en el desarrollo de "repetidores cuánticos" que permitan mantener esta prometedora propiedad a lo largo de distancias cada vez más largas. El "record", hasta el momento, está en varios cientos de km.
Ahora, algunas de esas limitaciones podrían haber llegado a su fin. Gracias al trabajo de un equipo internacional de investigadores, dirigido por Mika Sillanpää, de la Universidad de Aalto en Finlandia, el entrelazamiento cuántico, en efecto, ha abandonado por primera vez el ámbito de lo subatómico para pasar al de los objetos macroscópicos. En un artículo recién aparecido en Nature, los científicos aseguran haber conseguido vínculos cuánticos, o entrelazamiento, entre pares de objetos oscilantes fácilmente visibles con una lupa o incluso a simple vista. Aunque los objetos entrelazados apenas tenían 15 micras de diámetro, se trata de un paso de gigante que abre las puertas al desarrollo de toda una nueva generación de tecnologías.
En su experimento, los investigadores lograron llevar los movimientos de dos "osciladores", dos pequeñas láminas de aluminio de cerca de un billón de átomos cada una que vibraban como pequeños tambores en un chip de silicio al son de haces de microondas, a un estado de entrelazamiento cuántico. Los objetos en el experimento, aunque pequeños, son verdaderamente enormes (y masivos) en comparación con la escala subatómica. De hecho, las láminas circulares tenían un diámetro similar al ancho de un cabello humano.
"Los cuerpos vibratorios -explica Mika Sillanpää- se construyeron para interactuar a través de un circuito de microondas superconductor. Los campos electromagnéticos en el circuito se utilizaron para absorber todas las perturbaciones térmicas y dejar solo las vibraciones de la mecánica cuántica ".
Eliminar cualquier forma de ruido o interferencia, en efecto, resulta crucial en esta clase de experimentos, que deben llevarse a cabo a temperaturas extremadamente bajas (cerca del cero absoluto, a -273 grados centígrados). Para sorpresa de los investigadores, el experimento permitió que el estado de entrelazamiento persistiera durante media hora, un periodo de tiempo extraordinariamente largo para esta clase de fenómenos. Según Sillanpää, "básicamente, nuestro entrelazamiento podría durar para siempre".
En palabras de Caspar Ockeloen-Korppi, autor principal de la investigación, "estas medidas son desafiantes, pero también extremadamente fascinantes. En el futuro, intentaremos teletransportar las vibraciones mecánicas. En la teleportación cuántica, las propiedades de los cuerpos físicos pueden transmitirse a distancias arbitrarias utilizando este canal de ´acción fantasmal a distancia´".
Estos impresionantes resultados demuestran sin lugar a dudas que el entrelazamiento cuántico ha conseguido abandonar el reino subatómico y dar el salto a nuestra realidad macroscópica. Sillanpää y sus colegas, en efecto, han demostrado que ya es posible mantener el control sobre objetos grandes, en los que se pueden inducir y estabilizar extraños y hasta ahora inalcanzables estados cuánticos exóticos. El logro no solo abre las puertas a nuevos tipos de tecnologías cuánticas, sino que también permite estudios de física fundamental, entre ellos la aún poco comprendida relación entre la gravedad y la mecánica cuántica.