El entrelazamiento cuántico: más lento que ligero

China puso en marcha recientemente un satélite para probar el entrelazamiento cuántico en el espacio. Es un experimento interesante que podría llevar a una comunicación "corte prueba" satélite. También se llevó a una serie de artículos que afirman que el entrelazamiento cuántico permite que las partículas se comunican más rápido que la luz. Varios bloggers de ciencia han señalado por qué esto está mal, pero vale la pena enfatizar de nuevo. El entrelazamiento cuántico no permite la comunicación más rápido que la luz.Esta concepción errónea particular, se basa en la forma en la teoría cuántica que típicamente se popularizó. Los objetos cuánticos pueden ser tanto de partículas y ondas, tienen una función de onda que describe la probabilidad de ciertos resultados, y cuando se mide el objeto que "se derrumba" en un estado particular de partículas. Por desgracia, esta interpretación de Copenhague de la teoría cuántica pasa por alto gran parte de la sutileza del comportamiento cuántico, por lo que cuando se aplica al enredo parece un poco contradictorio.El ejemplo más popular de entrelazamiento se conoce como el experimento de Einstein-Podolsky-Rosen (EPR). Tomar un sistema de dos objetos, tales como fotones tales que su suma tiene un resultado conocido específico. Por lo general, esto se presenta como su polarización o giro, de manera que el total debe ser cero. Si un fotón se mide a estar en un estado 1, el otro debe estar en un estado -1. Puesto que el resultado de un fotón afecta el resultado de la otra, los dos se dice que están enredados. Bajo el punto de vista de Copenhague, si los fotones entrelazados están separados por una gran distancia (en principio, incluso años luz de distancia) cuando se mide el estado de un fotón se puede saber inmediatamente el estado de la otra. Para que la función de onda se colapse al instante las dos partículas debe comunicar rápido que la luz, ¿verdad? Una contra-argumento popular es que mientras que la función de onda colapsa rápido que la luz (es decir, es no local) no se puede utilizar para enviar mensajes más rápido que la luz, porque el resultado es estadística. Si estamos a años luz de distancia, cada uno de nosotros sabemos el resultado del otro para pares de fotones entrelazados, pero el resultado de cada par enredado es al azar (lo que la incertidumbre cuántica y todo), y no podemos forzar nuestra fotón tener un especial resultado.La realidad es más sutil, y mucho más interesante. A pesar de que los sistemas cuánticos son a menudo vistos como cosas frágiles, donde la más mínima interacción hará que se colapsan en un estado particular, que no es el caso. sistemas entrelazados en realidad se pueden manipular en una variedad de formas, e incluso se pueden manipular para tener un resultado específico. Podría, por ejemplo, crear pares de fotones entrelazados en diferentes estados cuánticos particulares. Un estado puede representar un 1, y el otro un 0. Todo lo que tiene que hacer mi colega distante es determinar el estado cuántico de un par en particular. Pero para hacer esto mi colega tendría que hacer un montón de copias de un estado cuántico, a continuación, realizar mediciones de estas copias con el fin de determinar estadísticamente el estado del original. Pero resulta que no se puede hacer una copia de un sistema cuántico sin conocer el estado del sistema cuántico. Esto se conoce como el teorema de no clonación, y significa sistemas entrelazados no pueden transmitir mensajes más rápido que la luz.Lo que nos lleva de nuevo a la experiencia de China que acaba de lanzar. El teorema de no clonación significa un sistema de entrelazado se puede utilizar para enviar mensajes cifrados. Aunque nuestros fotones entrelazados no pueden transmitir mensajes, sus resultados aleatorios están correlacionados, por lo que una pareja y yo pueden utilizar una serie de fotones entrelazados para generar una cadena aleatoria que podemos utilizar para el cifrado. Dado que cada uno de nosotros sabemos el resultado del otro, los dos sabemos que la misma cadena aleatoria. Para romper nuestra cifrado, alguien tendría que hacer una copia de nuestros estados entrelazados, que no se pueden hacer. Hay maneras de copiar parcialmente el estado cuántico, que aún podrían mejorar las probabilidades de romper el cifrado, pero una copia perfecta es imposible.