El premio Nobel de Física de este año se entregó a Alain Aspect, John Clauser y Anton Zeilinger por sus descubrimientos en el campo de la mecánica cuántica y su trabajo en “entrelazamiento cuántico” un mecanismo en el que dos partículas cuánticas se encuentran perfectamente correlacionadas sin importar la distancia que exista entre ellas. Pero, ¿qué es el entrelazamiento en mecánica cuántica?, según lo detallado por el profesor del Instituto de Física de la PUCV, Diego Maltrana, “la mecánica cuántica hay sistemas compuestos por más de una partícula en los cuales la descripción de los estados de cada partícula componente no puede ser hecha sin considerar información de todo el sistema. Es como si no fuese posible describir tu camisa sin saber el color del lápiz labial de tu madre. La gracia es que en cuántica si alguien llegara a 'medir' el color del lápiz labial de tu madre, sabría cómo es tu camisa, aun cuando tu madre esté de viaje muy lejos, sea de aquellas personas que tiene varios labiales y los use dependiendo de su humor en la mañana, aun cuando tú por otro lado tengas varias camisas de distintos colores y cortes, y aun cuando no hayan conversado tú y tu madre al despertar, de manera que tú no sepas nada del labial de tu madre antes de vestirte”

La fundación Nobel señaló específicamente en su comunicado, que este premio reconoce el trabajo de estos físicos y su contribución en “experimentos de fotones entrelazados, estableciendo la violación de las inequidades de Bell”. Para contextualizar un poco el Dr. Maltrana, nos ayudó a entender que son las inequidades de Bell y cuál es la relación entre ésta con los fotones entrelazadas, explicando al respecto que: “Todo parte, aunque parezca mentira, con Einstein.  Einstein no creía que la descripción del mundo hecha por la mecánica cuántica (en pleno desarrollo en esa época) fuera completa, creía que debía existir una teoría mejor que explicara de forma determinista el comportamiento estadístico característico de la mecánica cuántica. Pensaba que la probabilidad en cuántica era una especie de parametrización de nuestra ignorancia, de manera análoga a como la temperatura en termodinámica parametriza nuestra ignorancia respecto a las velocidades de las partículas de un gas”.

Según lo explicado por el académico del Instituto de Física, Einstein Boris Podolsky y Nathan Rosen desarrollaron una paradoja en 1935 para demostrar que algo estaba mal con la cuántica. Ellos buscaban mostrar que, si la cuántica fuera correcta, ciertos experimentos en los que intervienen partículas entrelazadas, tendrían consecuencias inmediatas en lugares muy distantes, como si los dos puntos estuvieran intercambiando información a velocidades superiores a la de la luz, algo que estaba en contra de su relatividad especial. Agregando al respecto también, que: “La conclusión de su trabajo era que algo debía estar mal, y que quizás había elementos de realidad ocultos en una teoría completa”. 

Casi 30 años después, John Bell demostró matemáticamente que si existiesen variables ocultas (esos elementos de realidad que le faltaban a Einstein), entonces sería posible hacer ciertos experimentos con partículas entrelazadas y medir resultados que serían distintos a los predichos por la mecánica cuántica, es decir, habría forma de saber si Einstein, Podolsky y Rossen tenían razón y la cuántica como la conocemos sólo está parametrizando nuestra ignorancia respecto a un mundo oculto, que no conocemos aún”. Según explica el Dr. Maltrana, el trabajo de los físicos galardonados pone a prueba el test teórico de Bell, demostrando que la cuántica es incompatible con variables ocultas locales, es decir, mostraron que Einstein estaba equivocado en esto. 

Este trabajo tiene potenciales usos en cuestiones relacionadas con la computación cuántica o la encriptación, dado que podría ayudar a hacer más seguro el intercambio de información y evitaría problemas de seguridad mayores. Al respecto el Dr. en Física comentó que: “El entrelazamiento cuántico podría ayudar a hacer más seguro este intercambio, pues si alguien intercepta el mensaje y lo lee antes de que llegue al destinatario, el emisor podría enterarse que el mensaje fue vulnerado. En computación cuántica, cambiar el estado de un qubit (bit cuántico) cambiaría el estado de todos los qubit entrelazados con él, esto permitiría aumentar la velocidad de proceso de información en esos computadores”.