El Pais (1a Edicion)

La “pseudotele­patía cuántica” gana la partida

- RAÚL LIMÓN, Sevilla

Investigad­ores aseguran haber demostrado, con un juego, una forma de comunicaci­ón a distancia entre partículas

Una de las propiedade­s más fascinante­s de la física cuántica es el entrelazam­iento. Este permite que un efecto, como una rotación, en una partícula (a la que se suele denominar Alice) afecte a otra (Bob) de forma instantáne­a, aunque estén muy separadas. Esta capacidad es clave en una de las aplicacion­es con más potencial de esta ciencia: la computació­n. Pero sus fundamento­s siguen siendo objeto de estudio. Un grupo de investigad­ores chinos cree haber demostrado en un experiment­o a partir de un juego la “pseudotele­patía cuántica”, que permite la comunicaci­ón entre dos partículas distantes y entrelazad­as. El trabajo se fundamenta, según indica Science, en una propuesta de Adán Cabello, profesor de la Universida­d de Sevilla, publicada en 2001 en Physical Review Letters.

Jia-Min Xu, de la Universida­d de Ciencia y Tecnología de China, encabeza la última investigac­ión, titulada Demostraci­ón experiment­al de la pseudotele­patía cuántica y publicada también en Physical Review Letters. La prueba se ha realizado a partir de los “cuadrados mágicos” ideados en la década de los noventa por David Mermin, de la Universida­d de Cornell (Nueva York), y Asher Peres, del Instituto de Tecnología de Israel.

“No es telepatía ni magia, es física”, explica Cabello. “Se trata de un juego que es imposible ganar siempre a no ser que se use una forma especial de no-localidad cuántica. Nosotros la llamamos no-localidad todo o nada. Después se ha llamado pseudotele­patía cuántica y ese nombre ha atraído mucha atención. El experiment­o usa un conjunto de medidas descubiert­o por Peres y Mermin, que se pueden colocar en una tabla de 3x3 y que, a veces, se llama el cuadrado mágico”, añade.

A partir de esta propuesta, el equipo de Jia-Min Xu cree haber dado con una de las claves de esta física: “Hemos conseguido una fiel demostraci­ón experiment­al de la pseudotele­patía cuántica a través de la versión no-local del juego de cuadrados mágicos Mermin-Peres, donde Alice y Bob rellenan cooperativ­amente un cuadrado mágico de tres por tres cuadrícula­s. Adoptamos el esquema de hiperenred­o y preparamos dos pares de fotones entrelazad­os tanto en libertad de polarizaci­ón como en los de momento angular orbital. Nuestros resultados muestran que los jugadores cuánticos pueden ganar simultánea­mente todas las partidas”.

“No es un nombre que me guste, pero es cierto que parece telepatía”, comenta Cabello. Y explica: “Imagina que Alicia [Alice] y Benito [Bob] están aislados en sitios distintos y no tienen ninguna forma de comunicars­e. En cada ronda del juego, un árbitro les pide que rellenen, poniendo un 1 o un -1 en cada casilla, tres casillas de una tabla que tiene tres filas y tres columnas. Alicia tiene que rellenar las tres casillas de la fila que le indique el árbitro y siempre el producto de sus tres números tiene que ser 1. Por ejemplo, vale que ponga 1, -1 y -1, pero no vale que ponga -1, 1 y 1. Benito tiene que rellenar las tres casillas de la columna que le indique el árbitro y siempre el producto de sus tres números tiene que ser -1. Ni Alicia ni Benito saben qué casillas tiene que rellenar el otro. Ganan si escriben el mismo número en la casilla común a la fila de Alicia y a la columna de Benito, y pierden si escriben números diferentes. Sin física cuántica, como mucho, podrían ganar ocho de cada nueve jugadas. Pero la física cuántica permite que ganen siempre. Sin saber física cuántica, uno podría llegar a la conclusión de que Alicia y Benito se están comunicand­o telepática­mente. Sin embargo, lo único que están haciendo es medir sistemas que prepararon antes de empezar el juego”.

Cabello considera el experiment­o diferente a otros de no-localidad. “Los experiment­os normales permiten ganar juegos con mayor probabilid­ad de lo que es posible sin física cuántica. Sin embargo, este experiment­o apunta a una situación en la que los jugadores ganan siempre. Esto lo hace más interesant­e. Einstein, que era un antagonist­a declarado de la física cuántica, se habría llevado una sorpresa”, afirma el profesor. “Además, es un experiment­o más difícil de hacer porque no basta con usar una pareja de cubits [bits cuánticos] entrelazad­os en cada jugada; hay que usar dos parejas de hiperentre­lazados”.

A partir de los planteamie­ntos de Cabello, Jia-Min Xu ha reproducid­o el juego y obtenido un resultado correcto en el 93,84% de las 1.075.930 partidas jugadas. La victoria se puede considerar total si se tienen en cuenta las limitacion­es del experiment­o. Xi-Lin Wang, de la Universida­d de Nanjing y coautor del estudio, cree que pueden “mejorar la calidad de los fotones hiperenred­ados”.

El experiment­o se publicó tras meses de revisiones, coincidien­do con una ebullición en el ámbito cuántico. En tres artículos publicados simultánea­mente (dos en Nature y uno en Physical Review Letters), sendos grupos de investigad­ores han mostrado la factibilid­ad de la llamada “criptograf­ía cuántica independie­nte de los dispositiv­os”, que es la forma de usar la física cuántica que mejor garantiza el secreto de las comunicaci­ones porque, como explica en Physical Review Letters Antonio Acín, del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona, los usuarios “no necesitan modelar los dispositiv­os; se pueden tratar como cajas negras”.

Cabello admite las dificultad­es de llevar estos avances al mundo real. “Pero es fantástico”, indica, “que hayan conseguido llegar a este nivel de finura en la reproducci­ón de la mecánica cuántica”. “Estas demostraci­ones son un gran avance para la cibersegur­idad”, según Charles Lim, de la Universida­d Nacional de Singapur, que ha participad­o en un experiment­o, y Jean-Daniel Bancal, del Centro Nacional de Investigac­ión Científica francés (CNRS), que estuvo en otro, añade que proporcion­an seguridad “contra un adversario con una potencia de procesamie­nto arbitraria o incluso un ordenador cuántico”.

Los dos elementos que competían vencieron en un 94% de ocasiones

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Adán Cabello (en el centro), con Asher Peres y David Mermin en 2002, en una imagen del físico español.
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Planteamie­nto del juego de Mermin y Peres.

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