La Universidad de Sevilla, en el primer experimento que muestra las correlaciones cuánticas más sencillas

Mohamed Bourennane, Adán Cabello, Johan Ahrens y Elias Amselem

Los resultados de este estudio que publica la revista Scientific Reports, confirman que la física cuántica produce curiosas correlaciones con aplicaciones en computación y comunicación.

Las correlaciones no-locales que predice la física cuántica entre dos partículas han fascinado a los físicos durante años. En 2008, Alexander Klyachko y sus colaboradores descubrieron que la física cuántica también predice correlaciones sorprendentes entre los resultados de medidas sucesivas sobre una misma partícula. Estas correlaciones se llaman correlaciones «contextuales». Sin embargo, hasta hoy, ningún experimento había podido observar la forma más fundamental de estas correlaciones cuánticas. Hace unos días, la revista Scientific Reports publicaba los resultados de un experimento realizado en la Universidad de Estocolmo por Johan Ahrens, Elias Amselem, Adán Cabello Quintero, catedrático de la Universidad de Sevilla, y Mohamed Bourennane, en los que se observan por primera vez estas correlaciones haciendo medidas sucesivas sobre una misma partícula elemental de luz (un fotón). Este resultado confirma que la física cuántica produce curiosas correlaciones con aplicaciones en computación y comunicación, incluso en situaciones en las que no existe “entrelazamiento” cuántico.

La mecánica cuántica es sin duda la teoría más precisa y exitosa en la historia de la ciencia. Sus predicciones se han confirmado en numerosos experimentos y están la detrás de la mayor parte de la tecnología moderna. Sin embargo, la teoría contiene aún aspectos desconcertantes, como no permitir una interpretación en la que los resultados de los experimentos correspondan a propiedades de los sistemas físicos.

En la vida cotidiana, no hay contradicción al suponer que objetos como pelotas y monedas tienen propiedades como la posición y la velocidad, independientemente de si se miden o no. Pero de acuerdo con la mecánica cuántica, los resultados de los experimentos con sistemas como átomos y fotones indican que en ellos éstas no son propiedades que existan antes del experimento. Una pregunta natural y fundamental es “¿Cuál es el experimento más simple en el que se puede observar la diferencia entre la física clásica y la cuántica?”, comenta Mohamed Bourennane, catedrático de la Universidad de Estocolmo.

El primer experimento que muestra un resultado no clásico

En 1978, Wright introdujo el experimento más simple que produce resultados imposibles de conseguir con la física clásica. El sistema cuántico más simple en el que se puede probar esta ruptura es un sistema cuántico de tres niveles, comúnmente llamado “qutrit”.

“Somos además los primeros en realizar este otro experimento fundamental”, destaca por su parte Adán Cabello, profesor del de Departamento  de Física Aplicada II de la Universidad de Sevilla.

Este es el experimento más simple, por dos razones. En primer lugar, porque se realiza en el sistema más simple en el que surge un conflicto entre la teoría clásica y la mecánica cuántica. Y en segundo lugar, debido a que el experimento está comprobando las predicciones más sencillas en las que hay diferencia entre la física clásica y la cuántica.

Artículo científico: http://www.nature.com/srep/2013/130710/srep02170/full/srep02170.html