El entrelazamiento cuántico es un fenómeno físico que ocurre cuando un grupo de partículas se genera, interactúa o comparte proximidad espacial de tal manera que el estado cuántico de cada partícula del grupo no puede describirse independientemente del estado de los demás, incluso cuando el las partículas están separadas por una gran distancia. El tema del entrelazamiento cuántico está en el centro de la disparidad entre la física clásica y la cuántica : el entrelazamiento es una característica principal de la mecánica cuántica que falta en la mecánica clásica.
Las mediciones de propiedades físicas como la posición , el momento , el espín y la polarización realizadas en partículas entrelazadas pueden, en algunos casos, estar perfectamente correlacionadas . Por ejemplo, si se genera un par de partículas entrelazadas de manera que se sabe que su espín total es cero, y se encuentra que una partícula tiene un espín en el sentido de las agujas del reloj en un primer eje, entonces el espín de la otra partícula, medido en el mismo eje, se encuentra que es en sentido antihorario. Sin embargo, este comportamiento da lugar a efectos aparentemente paradójicos : cualquier medida de las propiedades de una partícula da como resultado un colapso irreversible de la función de onda.de esa partícula y cambia el estado cuántico original. Con partículas entrelazadas, tales mediciones afectan al sistema entrelazado como un todo.
Dichos fenómenos fueron el tema de un artículo de 1935 de Albert Einstein , Boris Podolsky y Nathan Rosen , [1] y varios artículos de Erwin Schrödinger poco después, [2] [3] que describen lo que se conoció como la paradoja EPR . Einstein y otros consideraron imposible tal comportamiento, ya que violaba la visión del realismo local de la causalidad (Einstein se refirió a ella como "acción espeluznante a distancia ") [4] y argumentaron que la formulación aceptada de la mecánica cuántica, por lo tanto, debe ser incompleta.
Más tarde, sin embargo, las predicciones contrarias a la intuición de la mecánica cuántica se verificaron [5] [6] [7] en pruebas en las que se midió la polarización o el espín de partículas entrelazadas en ubicaciones separadas, violando estadísticamente la desigualdad de Bell . En pruebas anteriores, no se podía descartar que el resultado en un punto pudiera haberse transmitido sutilmente al punto remoto, afectando el resultado en la segunda ubicación. [7] Sin embargo, se han realizado las denominadas pruebas de Bell "sin lagunas legales" en las que las ubicaciones estaban lo suficientemente separadas como para que las comunicaciones a la velocidad de la luz hubieran tardado más (en un caso, 10 000 veces más) que el intervalo entre las mediciones. . [6] [5]
De acuerdo con algunas interpretaciones de la mecánica cuántica , el efecto de una medición ocurre instantáneamente. Otras interpretaciones que no reconocen el colapso de la función de onda disputan que haya algún "efecto". Sin embargo, todas las interpretaciones coinciden en que el entrelazamiento produce una correlación entre las medidas y que la información mutua entre las partículas entrelazadas puede explotarse, pero que cualquier transmisión de información a velocidades superiores a la de la luz es imposible. [8] [9]
El entrelazamiento cuántico se ha demostrado experimentalmente con fotones , [10] [11] neutrinos , [12] electrones , [13] [14] moléculas tan grandes como bolas de Bucky , [15] [16] e incluso pequeños diamantes. [17] [18] La utilización del entrelazamiento en comunicación , computación y radar cuántico es un área muy activa de investigación y desarrollo.