Aconsegueixen sis ones de llum amb un únic làser

El físic austríac Erwin Schrödinger (1887-1961), un dels grans de la ciència contemporània, va investigar sobre la propietat més interessant en la mecànica quàntica. Segons el seu parer, aquest fenomen va ser el que realment va distingir el món quàntic del món clàssic. L'entrellaçament es produeix quan es creen o interactuen grups de partícules o ones de tal manera que l'estat quàntic de cada partícula o ona no es pot descriure independentment de les altres, per molt que siguin separades. Els experiments realitzats a l'Institut de Física de la Universitat de São Paulo (IF-USP) al Brasil van aconseguir combinar sis ones de llum generades per una simple font de llum làser coneguda com un oscil·lador paramètric òptic.

Aquesta plataforma és capaç de generar un entramat massiu de molts modes òptics amb freqüències diferents però ben definides, com si es connectés els nodes d'una gran xarxa. Els estats quàntics produïts així poden ser controlats per un únic paràmetre: la potencia del làser extern que impulsa tot el sistema.
L'entanglement (amuntegament), és una propietat que implica correlacions quàntiques entre sistemes diferents. Aquestes correlacions són un gran avantatge que pot fer que les computadores quàntiques siguin superiors a les computadores electròniques tradicionals en la realització de tasques com la simulacions o factorització de nombres primers, un funcionament crític per a la seguretat de les dades en el món actual, per aquest motiu, la creació de sistemes amb múltiples components entrellaçats, són un repte important en l'aplicació de les idees de la teoria de la informació quàntica.

Processament més ràpid
En investigacions anteriors de l'equip de IF-USP va entrellaçar dos i tres modes amb l'oscil·lador paramètric òptic. Els seus últims experiments han duplicat l'espai disponible per a la codificació de la informació.

Aquesta idea és més fàcil d'entendre mitjançant una analogia. El bit clàssic és un sistema de dos estats que pot estar en un sol estat en un moment donat, ja sigui zero o un. Aquesta és la base de la lògica binària. El qubit (bit quàntic) pot representar una superposició d'un u o zero o qualsevol situació quàntica d'aquests dos estats, de manera que pot codificar més informació que un bit clàssic.
L'entanglement correspon a la correlació no local de diversos qubits. La no localitat és una característica intrínseca de la naturalesa i una de les diferències clau entre la física quàntica i la física clàssica, que reconeix només correlacions locals. Un làser subministra tota l'energia per al procés, de manera que el feix de llum produït per aquest làser arriba a un cristall i genera dos camps més, que mantenen les característiques del làser: intensa llum monocromàtica amb freqüències ben definides. tres camps intensos: cada camp intens combina un parell de camps extremadament dèbils, de manera que els sis camps s'acoblen al camp principal.

El dispositiu que genera els estats entrellaçats és l'oscil·lador paramètric òptic, que consisteix en un petit cristall entre dos miralls. El cristall té 1 cm de longitud, i la distància entre els miralls és inferior a 5 cm. No obstant això, ja que el refredament és una condició necessària per al procés, el vidre i els miralls es col·loquen dins d'una caixa d'alumini en un buit per evitar la condensació i evitar que el sistema es congeli.

La informació que pot ser codificada per una sola ona està limitada pel principi d'incertesa. En aquest cas, l'amplitud i la fase d'ona es comporten com anàlegs de la posició i velocitat de les partícules, les variables considerades per Werner Heisenberg (1901-76) en la formulació del principi.
Amb l'entrellaçament, es perd una part de la informació en cada ona particular, però la informació global del sistema es conserva de forma compartida. Compartir significa que quan s'observa una sola ona, es possible informar de les altres cinc alhora. Cada feix es dirigeix ​​a un detector i aquesta distribució de la informació en unitats independents augmenta la velocitat de processament.
Les sis ones formen un conjunt, que quan s'obté informació d'una ona, s'obté informació sobre tot el sistema. Quan es canvia, es canvia tot el sistema.

Font: Institut de Física de la Universitat de São Paulo