Entrelazamiento e información en física cuántica
En el mundo cuántico, las partículas se comportan de forma distinta a los objetos del mundo macroscópico que vemos y tocamos a nuestro alrededor. De hecho, el entrelazamiento de partículas es la consecuencia más interesante de las leyes de la mecánica cuántica y un requisito previo para la materialización física de los ordenadores cuánticos. El proyecto ENFOQI (Entanglement and the foundations of quantum information), financiado por la Unión Europea, se centró en la caracterización de partículas entrelazadas mediante experimentos y también en su estudio teórico. Los investigadores estudiaron el entrelazamiento entre tres o más partículas. Uno de los resultados principales que obtuvieron los investigadores es la definición de una medida computable que permita verificar y cuantificar el verdadero entrelazamiento. El nuevo criterio se basa en la transposición parcial de estados separables que deben ser positivos. Los investigadores utilizaron este enfoque para detectar el entrelazamiento cerca de estados de Dicke. Además, identificaron una nueva clase de estados entrelazados, los llamados estados de hipergrafo. Esta generalización de estados de grafo está relacionada con estados de múltiples partículas que interactúan con sistemas auxiliares locales. Los estados de hipergrafo surgen de forma natural durante el análisis de los algoritmos cuánticos y también se pueden utilizar para protocolos de rastreo de huellas cuánticas. Estos estados entrelazados ofrecieron a los investigadores un banco de pruebas excelente para estudiar los detalles del entrelazamiento entre múltiples partículas. En un nivel más fundamental, según la mecánica cuántica, los resultados de un experimento dependen de qué observables se miden simultáneamente. Esta propiedad se llama contextualidad y se puede cuantificar en cualquier entorno cuántico determinado. La investigación realizada en el proyecto ENFOQI estableció una relación entre esta contextualidad cuántica y conceptos teóricos de la información cuántica. Conviene aún más si cabe destacar que ENFOQI ayudó a integrar mejor el proyecto Theoretical Quantum Optics group at the University of Siegen en la comunidad académica. Con el apoyo financiero de la Unión Europea, los investigadores pudieron participar en congresos internacionales y se organizaron varios talleres que atrajeron a expertos en entrelazamiento cuántico y procesamiento de la información.
Palabras clave
Entrelazamiento cuántico, entrelazamiento de múltiples partículas, procesamiento de información cuántica, mecánica cuántica, ordenadores cuánticos, ENFOQI, contextualidad
