Un nuevo experimento utiliza qubits superconductores para demostrar que la mecánica cuántica viola lo que se llama realismo local al permitir que dos objetos se comporten como un solo sistema cuántico sin importar cuán grande sea la separación entre ellos. El experimento no fue el primero en mostrar que el realismo local no es la forma en que funciona el Universo, ni siquiera es el primero en hacerlo con qubits.
Pero es el primero en separar los qubits a una distancia suficiente para garantizar que la luz no sea lo suficientemente rápida para viajar entre ellos mientras se realizan las mediciones. Y lo hizo enfriando un cable de aluminio de 30 metros de largo a unos pocos miliKelvin. Debido a que los qubits son tan fáciles de controlar, el experimento brinda una nueva precisión a este tipo de mediciones. Y la configuración del hardware puede ser esencial para futuros esfuerzos de computación cuántica.
Ser real sobre el realismo
Albert Einstein se mostró incómodo con algunas de las consecuencias del entrelazamiento cuántico. Si la mecánica cuántica fuera correcta, entonces un par de objetos entrelazados se comportarían como un solo sistema cuántico sin importar cuán separados estuvieran los objetos. Alterar el estado de uno de ellos debería alterar instantáneamente el estado del segundo, y el cambio aparentemente ocurre más rápido de lo que la luz podría viajar entre los dos objetos. Esto, argumentó Einstein, casi con certeza tenía que estar equivocado.
A lo largo de los años, la gente ha propuesto varias versiones de lo que se denominan variables ocultas: propiedades físicas que se comparten entre los objetos, lo que permite un comportamiento similar al enredo y mantiene localizada la información que dicta ese comportamiento. Las variables ocultas conservan lo que se llama «realismo local», pero resultan no describir nuestra realidad.
El físico John Bell demostró que todos los marcos de variables locales limitan el grado en que se puede correlacionar el comportamiento de los objetos cuánticos. Pero la mecánica cuántica predice que las correlaciones deberían ser más altas que eso. Al medir el comportamiento de pares de partículas entrelazadas, podemos determinar si violan las ecuaciones de Bell y, por lo tanto, demostrar claramente que las variables ocultas no explican su comportamiento.
Los pasos iniciales hacia esta demostración fueron malos para las variables ocultas pero permitieron lagunas: aunque se violaron las desigualdades de Bell, seguía siendo posible que la información viajara entre los objetos cuánticos a la velocidad de la luz. Pero en las últimas décadas, las lagunas se han cerrado gradualmente y se han entregado los premios Nobel.
Entonces, ¿por qué volver a los experimentos? En parte porque los qubits nos dan un gran control sobre el sistema, permitiéndonos realizar rápidamente una gran cantidad de experimentos y sondear el comportamiento de este entrelazamiento. Y en parte porque es un desafío técnico interesante. Los qubits superconductores se controlan con radiación de microondas, y entrelazarlos requiere mover algunos fotones de microondas de muy baja energía entre los dos. Y hacer eso sin que el ruido ambiental lo arruine todo es un desafío serio.