Descripción: El entrelazamiento bipartito es un fenómeno cuántico que ocurre entre dos sistemas cuánticos separados, donde el estado de uno de los sistemas está intrínsecamente relacionado con el estado del otro, sin importar la distancia que los separe. Este fenómeno desafía las nociones clásicas de independencia y localización, ya que una medición en uno de los sistemas afecta instantáneamente al otro, incluso si están a años luz de distancia. El entrelazamiento se puede visualizar como una conexión profunda entre partículas, donde sus propiedades, como el spin o la polarización, están correlacionadas de tal manera que el conocimiento del estado de una partícula proporciona información instantánea sobre el estado de la otra. Este fenómeno es fundamental en la mecánica cuántica y ha sido objeto de numerosos estudios y experimentos que han confirmado su existencia y características. El entrelazamiento bipartito es esencial para el desarrollo de tecnologías cuánticas, como la computación cuántica y la criptografía cuántica, ya que permite la creación de qubits entrelazados que pueden ser utilizados para realizar cálculos complejos y transmitir información de manera segura.
Historia: El concepto de entrelazamiento cuántico fue introducido por Albert Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen en 1935 en un artículo que planteaba lo que se conoce como la ‘paradoja EPR’. Este artículo cuestionaba la interpretación de la mecánica cuántica y proponía que si la teoría era completa, entonces debía haber algún tipo de ‘acción a distancia’ que conectara partículas entrelazadas. Sin embargo, fue John Bell en 1964 quien formuló lo que ahora se conoce como ‘teoremas de Bell’, que proporcionaron una forma de probar experimentalmente el entrelazamiento. Desde entonces, numerosos experimentos han confirmado la existencia del entrelazamiento, siendo uno de los más famosos el experimento de Alain Aspect en la década de 1980.
Usos: El entrelazamiento bipartito tiene aplicaciones significativas en varias áreas de la tecnología cuántica. En la computación cuántica, se utiliza para crear qubits entrelazados que permiten realizar cálculos de manera más eficiente que los sistemas clásicos. En la criptografía cuántica, el entrelazamiento se emplea para garantizar la seguridad en la transmisión de información, ya que cualquier intento de interceptar los datos alteraría el estado de las partículas entrelazadas, alertando a los comunicantes sobre la presencia de un intruso. Además, el entrelazamiento es fundamental en la teleportación cuántica, un proceso que permite transferir el estado cuántico de una partícula a otra a distancia, sin mover físicamente la partícula misma.
Ejemplos: Un ejemplo práctico del uso del entrelazamiento bipartito se encuentra en la criptografía cuántica, específicamente en el protocolo BB84, que utiliza pares de fotones entrelazados para establecer una clave secreta entre dos partes. Otro ejemplo es el uso de entrelazamiento en computadoras cuánticas, donde qubits entrelazados permiten realizar operaciones en paralelo, aumentando significativamente la velocidad de procesamiento en comparación con las computadoras clásicas. Además, en experimentos de teleportación cuántica, se ha demostrado que es posible transferir el estado cuántico de un fotón a otro fotón entrelazado a distancia, lo que abre nuevas posibilidades en la comunicación cuántica.
