⚛️ Descubren reglas universales en el entrelazamiento cuántico
El entrelazamiento cuántico es ese vínculo extraño que une dos partículas, incluso cuando están separadas por una distancia inmensa. Como si permanecieran conectadas, sus comportamientos permanecen correlacionados: cambiar el estado de una influye inmediatamente en la otra. A diferencia de la física clásica, donde los objetos son independientes, los estados cuánticos están íntimamente ligados. Esta propiedad está hoy en el corazón de tecnologías como la computadora cuántica o la criptografía cuántica.
Representación del entrelazamiento cuántico de una a dos dimensiones.
Crédito: Yuya Kusuki
Para medir la intensidad de este entrelazamiento, los científicos utilizan la "entropía de Rényi". Se trata de una herramienta matemática que permite evaluar la complejidad de los estados cuánticos y la forma en que la información se distribuye. Esta medida es valiosa no solo para comprender los sistemas cuánticos de múltiples partículas, sino también para teorías avanzadas como la gravedad cuántica. Incluso se utiliza para abordar enigmas como la pérdida de información en los agujeros negros.
El equipo dirigido por Yuya Kusuki (Universidad de Kyushu) aplicó un método llamado "teoría térmica efectiva", desarrollada inicialmente en física de partículas. Este enfoque consiste en simplificar sistemas complejos centrándose en unos pocos parámetros fundamentales, como la energía de Casimir. Gracias a ella, los investigadores demostraron que la entropía de Rényi sigue leyes universales, sin importar las dimensiones. Esto facilita enormemente el estudio de las estructuras de entrelazamiento.
Estos resultados podrían tener repercusiones concretas: simulaciones numéricas más eficientes para sistemas cuánticos multidimensionales, mejor comprensión de las teorías de gravedad cuántica y avances posibles en las tecnologías basadas en el entrelazamiento.
Teoría térmica efectiva
La teoría térmica efectiva es una manera de simplificar el estudio de fenómenos. La idea es que un sistema aparentemente difícil de describir a menudo puede resumirse mediante unas pocas magnitudes físicas esenciales, como la temperatura o la energía.
Utilizada primero en física de partículas, este método permitió avanzar en la comprensión de teorías difíciles de manipular. Aplicada hoy a la información cuántica, permite identificar reglas generales en el entrelazamiento, sin necesidad de modelar cada detalle.
Esta simplificación hace posible el análisis de cantidades medibles, como la entropía, destacando solo lo esencial. Se convierte así en una herramienta poderosa para explorar la física cuántica.