entrelazamiento cuántico, no hay variables ocultas

cabron

Según la física cuántica, cuando dos partículas están entrelazadas, al observar una se determina el estado de la otra. Un ejemplo sencillo, tienes una manzana que es roja y verde a la vez, sin embargo cuando la observas entonces solo tiene un color, a veces roja, y a veces verde.

Ahora esa manzana se entrelaza con otra, y te llevas la segunda lejos, muy lejos, a tomar por culo, a la otra punta del universo... pues ahora cuando miras la primera manzana, cuando la veas roja, la otra será verde, y cuando la veas verde, la otra será roja, de forma instantánea, como el colacao.

A Einstein eso le parecía raro raro raro, y decía que tenía que haber alguna variable desconocida que todavía no se había encontrado, sin embargo según los resultados de un experimento que se acaba de publicar, parece que simplemente así es como funcionan las cosas:

Algunos físicos que han revisado el paper publicado no están del todo de acuerdo en que el experimento esté libre de 'loopholes', condiciones de la medición que pueden alterar el resultado, sin embargo en general se considera que ha sido un avance y el MIT tiene planeados otros experimentos de este tipo

fuente: http://www.nytimes.com/2015/10/22/science/quantum-theory-experiment-said-to-prove-spooky-interactions.html

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Ulmo

A mi siempre se me ha planteado una duda sobre el entrelazamiento, fruto supongo de mi total ignorancia sobre la materia.

Si tenemos 2 partículas entrelazadas y afectamos a una de ellas ¿la otra también se vería afectada no? Si eso es así, técnicamente se podrían diseñar mecanismos de telecomunicaciones de transmisión de datos instantáneos independientes de la distancia entre el emisor y el receptor.

Este hecho me resulta cuanto menos extraño y quizás se me está escapando algo en mi deducción.

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Zerokkk

Esto da bastante pie al indeterminismo, al menos a su versión en el mundo cuántico. Vamos, que difícilmente veremos hechos no deterministas en el mundo macroscópico, pero al menos queda demostrado que en el entorno cuántico sí que existe la aleatoriedad.

#2 Sí y no xD. Osea, sí, al cambiar una partícula se cambia la otra, pero esa idea que propones de Mass Effect (donde para comunicarse a grandes distancias utilizaban entrelazamiento cuántico), no es posible, no por lo menos por ahora ni a nivel teórico, ya que la información traspasada por ese mecanismo sería información cuántica, la cual no es traspasable a información clásica.

Tú en un sistema clásico puedes determinar el intervalo mediante el que recibirás un paquete de datos (por ejemplo, cada 100 nanosegundos), y por tanto sabrás establecer una continuidad entre tus mediciones. Pero en esto, no tienes esa variable, no tienes control sobre la continuidad de los paquetes. Entonces, pese a que desde otro lado cambien el estado de las partículas entrelazadas para hacerte llegar un bit de información, tú cuando lo leas, no tienes forma de saber si has leído el bit que te querían enviar, o si tu lectura es ruido.

Esto imposibilita todo intento de establecer un protocolo de comunicación basado en este sistema. Al menos, repito, por ahora es así sobre el papel, que más o menos es lo que explicó mTh hace algún tiempo cuando formulé la misma pregunta que tú.

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E

#3 y yo que pensaba que vería los ordenadores cuánticos... xD

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Akiramaster

pues ahora cuando miras la primera manzana, cuando la veas roja, la otra será verde, y cuando la veas verde, la otra será roja, de forma instantánea, como el colacao

Mmm... mmm... ñiiii...ñiiiiiiii... a ver...

¿El entrelazado no es una cualidad "innata"?, ¿Puede manipularse?... entonces: ¿Se sumarían los posibles estados de ambas partículas al conjunto?

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Zerokkk

#4 No tiene que ver hombre xD, eso es algo completamente diferente.

Fascaso

#3 Si nos atenemos a una sola partícula entiendo el problema de no poder separar el ruido, pero si tenemos un string de partículas a las que se les da el mismo estado ¿podría ser un sistema de control? es decir, si que podrías tener un % de ruido(no se como va el ruido en sistemas cuánticos ni que tipo de ruido es)

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Zerokkk

#7 Por ruido entiéndase que me refiero a una lectura de un dato no manipulado. Es decir, si yo mando el byte 11001101 mediante por ejemplo, variar el spin de un electrón, en el otro electrón desearíamos leer 00110010, no? Pues no tendría por qué ser así. Entre una variación y otra, el electrón puede variar por sí sólo tantas veces como le dé la gana, o al menos eso tengo entendido que me explicaron hace algún tiempo aquí.

Por tanto, si lees una cadena determinada, no sabes si los bits son intencionados o no, lo cual se carga todo tipo de protocolo que quieras establecer sobre ello.

Igualmente tengo mis dudas, por lo que sería bueno que mTh apareciera por aquí xD, pero tengo entendido que esa es la razón por la que no puedes traspasar información cuántica, a información clásica.

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B

#7 #8 a lo mejor me cuelo, pero incluso en sistemas sin ruido cuantico no puedes transmitir informacion. De hecho lo que si se es que hay protocolos de key sharing cuanticos como el BB84 que funcionan incluso con ruido, con cierta fiabilidad. El tema es el siguiente, espero no equivocarme:

Tienes un sistema cuantico entrelazado, ponle (\frac{1}{\sqrt{2}}(|00\rangle + |11\rangle)) . Tu tienes un electron con su spin ahora mismo desconocido, y cuando lo miras te sale (|0\rangle). El tema es que si tu no sabes que Alice ha hecho su medida, no puedes saber si eres tu quien ha transformado el sistema o ha sido Alice que te ha comunicado algo. Y por el no cloning theorem no puedes hacer una copia de tu estado sin alterarlo para mirar si alguien lo ha tocado, asi que por fuerza tienes que recibir de manera clasica un mensaje de Alice diciendo "oye, que te he enviado un qubit de informacion cuantica!".

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Fascaso

#8 #9 Entonces como han conseguido demostrar la correlación en el experimento que han hecho? de alguna forma han tenido que poder confirmar que lo que han recibido era consecuencia de definir uno de los estados, no?

#9 Si que es cierto, que si no sabes que lo han mandado, no puedes comprobarlo salvo mediante un método clásico(lo he estado pensando antes un rato)

La verdad, que en general la transmisión de información cuantica, encriptación cuantica y ordenadores cuanticos es algo con lo que siempre me hago la picha un lio(y que muchas veces se vende bastante humo para subvenciones)

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B

#10 a nivel matematico la QIT no es complicada: Es probabilidad en espacios de Hilbert. La probabilidad clasica "va de" matrices cuyas filas suman 1 y la cuantica "va de" matrices que al elevar al cuadrado la fila suma 1. Luego ya las interpretaciones fisicas es otra cosa xD. Respecto al paper ni idea, pero en el ICFO esta Antonio Acin que es uno de los mayores expertos del mundo en todo el tema de nonlocality y correlaciones , junto con Maciej Lewenstein (tambien en ICFO), asi que apostaria bastante por que el resultado es correcto.

Dicho esto, si, hay bastante humo metido. Lee los comentarios de Scott Aaronson sobre el D-Wave (y Scott Aaronson vive de la computacion cuantica, asi que imagina xD)

edit: que mal, en el articulo de nytimes ni mencionan al ICFO... Pues os puedo asegurar que han colaborado.

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Zero_G

Desde la ignorancia maxima, como un estudio cientifico puede concluir en que "eso es asi por que si"?

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B

#12 no concluye es asi porque si, se toman medidas y se dice "si esto no fuera asi, estas medidas saldrian de esa otra manera" (normalmente es lo que se hace).
#10 y ya acabo. La gente del ICFO de hecho participo generando numeros aleatorios cuanticos, que es algo que precisamente Antonio Acin penso (como generar numeros realmente aleatorios cuanticamente)

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Zerokkk

#9 Bueno, entonces es lo que decía sólo que en lugar de cambiar de por sí el spin del electrón (o partícula), cambia con la medición, no?

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Fascaso

#11 Si no dudo de si la correlación es correcta pero me choca que se pueda demostrar que está correlacionado y no por ello tener claro que implica(o al menos a mi no me ha quedado claro)
Inicialmente me parecía que si en este caso hay una correlación tienes que poder distinguir si da el mismo resultado por entrelazamiento cuantico o sencillamente ha sido casualidad(aunque lo confirmes por métodos clásicos)

Tengo la tarde libre voy a mirar lo que comentas.

#12 si? no tenía ni idea, a ver si encuentro algo sobre eso para leer estos días que suena interesante.

pd: http://m.agenciasinc.es/Noticias/Un-experimento-detecta-la-accion-fantasmagorica-que-Einstein-rechazaba aquí si que comentan la participación del IFCO

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B

#15 se puede distinguir usando las desigualdades de Bell... Pero no se mas del tema xD.
#14 si exacto, el tema es que es un poco mas "esencial" que si solo fuera ruido (si solo fuera ruido con tener mucha redundancia podrias medio arreglarlo)

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Zero_G

#13 Igual no me he explicado bien. Segun lo que pone en #1, sin embargo según los resultados de un experimento que se acaba de publicar, parece que simplemente así es como funcionan las cosas, yo entiendo que lo han dejado en lo de "es asi porque si".

Nose, me suena como si en la antiguedad no tuvieran explicacion de porque el cielo es azul y dijeran simplemente así es como funcionan las cosas xDD

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B

#17 ah xD ya te entiendo. La cuantica es un campo de la fisica que va en contra de todas nuestras intuiciones sobre el universo, y de hecho muchos fisicos notables (no solo Einstein) decian que no hay indeterminismo sino que es "que no sabemos suficiente sobre lo que pasa detras". A eso se refiere esa frase creo yo, que con este experimento se ha visto que realmente hay algo que pasa de esta manera y no hay variables ocultas, no hay un "eter mistico que hace que las cosas funcionen asi". Aun asi hay teorias que lo explican de otra manera (dimensiones extra, etc.) ahora habria que ver si este experimento se carga esas teorias.

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hda

Joder, y yo sin haber visto este tema:

Hay que hacer un matiz MUY importante, y es que el entrelazamiento está limitado en el espacio. No supera los 200km por lo que es inviable lo que dice #2.

Ayer mismo tuve una conferencia de criptografía cuántica muy interesante, y el mayor problema al que se enfrentan es a la transferencia de la llave. Existen ya en la actualidad soluciones de cifrado cuántico pero en entornos reducidos por lo expuesto en el párrafo anterior.

A principios de noviembre me voy al ICFO a unas puertas abiertas para captación de phd, qué ganas tengo de conocer ese lugar y de ver qué hacen en él. Me han comentado que hay mucho estrés debido a la competitividad que tienen. A ver qué pasa :D

Por cierto, el paper del que hablas en #1 es éste / #16: Loophole-free Bell inequality violation using electron spins separated by 1.3 kilometres

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Vitov

Las bases de la teleportación.

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hda

#20 ya hay teletransportación cuántica. Ahora, la teletransportación de objetos macroscópicos eso... bueno, no diré que imposible (pues no tenemos El Conocimiento), pero sí diré que tiende a cero xD

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R3P1S0

#21 yo aveces dejo el mechero en mi casa y aparece en la de mi colega, eso puede ser teletransportación cuántica? o simplemente tengo unos "AMIGOS" mu julas, que opinas h? jajajaja

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hda

#22 No lo tengo del todo claro. Lo que sí lo está, es que en función de cuántos más porros te fumes, más desaparece tu entorno xD

oZk4h

disiento en demasía con este postulado

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hda

#24 alguien con Raticulín de avatar no puede disentir de tal postulado.

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oZk4h

#25 sientro contrariarle, pero esto es, desde luego, un hecho verídico

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Akiramaster

#5 las preguntas que he hecho son una tontería? Qué me recomendáis para informarme mejor?

B

#5 no vi las preguntas! Un sistema de particulas puede entrelazarse (el cómo esta todavia siendo investigado, hay maneras con mas y menos precision de hacerlo). El sistema se dice que está entrelazado cuando no lo puedes poner como un "producto" de sistemas aislados. Por ejemplo si tienes dos electrones cada uno puede estar girando con las agujas del reloj ((|0\rangle)) o en contra ((|1\rangle)). Supon que no tienes ni idea, es decir que la probabilidad es 1/2 y 1/2. Entonces dices que el estado del electron es (\frac{1}{\sqrt{2}}(|0\rangle + |1\rangle)). Si tienes dos susodichos electrones, el estado del sistema es (\frac{1}{\sqrt{2}}(|0\rangle + |1\rangle)\otimes\frac{1}{\sqrt{2}}(|0\rangle + |1\rangle)). Dicho de otro modo (\frac12(|00\rangle+|01\rangle + |10\rangle + |11\rangle)) (es decir, hay probabilidad 1/4 para cada posible configuracion de los electrones).

Ahora ponle que tienes este sistema:

(\frac{1}{\sqrt{2}}(|10\rangle + |11\rangle))

Esto tampoco esta entrelazado, porque sabes que uno de los dos electrones esta girando en contra de las agujas del reloj y del otro no sabes nada. Por tanto puedes escribir el sistema como

(|1\rangle\otimes\frac{1}{\sqrt{2}}(|0\rangle + |1\rangle))

Ahora en cambio imagina que tienes este otro sistema:

(\frac{1}{\sqrt{2}}(|00\rangle + |11\rangle))

En este caso no hay manera de escribir el sistema como un producto de dos sistemas separados con lo cual al medir el sistema afectas el estado de los dos electrones. El tema es que si tienes el sistema bien entrelazado y aislado del resto del universo, las dos particulas pueden estar tan lejos como quieras, que cuando observes el sistema y veas que tu parte es (|0\rangle), sabes que la otra particula en ese momento esta en la misma situacion. Esto es basicamente lo que significa el entrelazamiento cuantico.

Para informarte mejor... HM, yo te recomendaria de divulgacion el "Quantum computing since Democritus" de Scott Aaronson, o ver alguna charla del mismo. Y de libro cientifico de referencia el Nielsen&Chuang "Quantum Computation and Quantum Information". Pero deberias saber algo basico de probabilidad al menos (y algebra lineal, y ya si sabes algo de analisis funcional mejor que mejor pero no es imprescindible).

#19 pero eso es una limitacion practica, no teorica. A nivel teorico el problema principal es que no puedes saber que el otro ha hecho la medida si no te lo dice por un canal de comunicacion clasico.

PD: Yo estuve un verano en ICFO y tengo amigos ahi haciendo el doctorado y ninguno me ha dicho nada de estres xD. De los labs mas guays en los que he estado.

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Akiramaster

#28 Creo que te mereces una manita, pero será cuando haya entendido lo que has puesto :P.

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B

#29 xD pues asi en resumen es que sí, puedes entrelazar partículas pero en lugar de "sumar" los estados, se crea un estado conjunto que no se puede dividir como la suma de los otros dos. No sé si me explico.

Echale un ojo al Quantum Computing since Democritus!

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