Por: José Daniel Figuera
El entrelazamiento cuántico, un fenómeno que Albert Einstein describió como "acción espeluznante a distancia", podría ser menos intimidante gracias a nuevas fórmulas desarrolladas por físicos de la Universidad Metropolitana de Osaka. Estas fórmulas simplificadas permiten cuantificar el entrelazamiento en sistemas de electrones fuertemente correlacionados, abriendo nuevas puertas para el avance de las tecnologías cuánticas.
¿Qué es el entrelazamiento cuántico?
El entrelazamiento cuántico es un fenómeno único en el que dos partículas, una vez conectadas, permanecen vinculadas sin importar la distancia que las separe. Este fenómeno es fundamental para tecnologías emergentes como la computación cuántica y la criptografía cuántica. Sin embargo, su complejidad ha desafiado a los científicos durante décadas.
¿Cómo simplificaron las fórmulas?
El equipo de investigación, liderado por Yunori Nishikawa, se centró en el entrelazamiento entre uno o dos átomos seleccionados arbitrariamente dentro de un sistema de electrones fuertemente correlacionados y su entorno. Desarrollaron fórmulas para calcular cantidades clave, como la entropía de entrelazamiento, la información mutua y la entropía relativa, que son esenciales para entender cómo interactúan las partes de un sistema cuántico.
¿Qué descubrieron?
Al aplicar estas fórmulas a materiales nanoscópicos, los investigadores encontraron comportamientos cuánticos contraintuitivos. Por ejemplo, en aleaciones magnéticas diluidas, identificaron la entropía relativa cuántica como una cantidad clave para capturar el efecto Kondo, un fenómeno en el que una impureza magnética es "apantallada" por electrones de conducción. Estos hallazgos desafían las expectativas iniciales y abren nuevas vías para entender las interacciones cuánticas.
Nishikawa destacó que las fórmulas desarrolladas no solo son aplicables a sistemas magnéticos, sino también a materiales con otras propiedades físicas. "Esperamos inspirar más investigaciones y proporcionar nuevas perspectivas sobre los comportamientos cuánticos en diferentes materiales", afirmó.
Este estudio no solo simplifica el estudio del entrelazamiento cuántico, sino que también sienta las bases para futuros avances en tecnologías cuánticas, desde la computación hasta la criptografía.
Fuente: Yunori Nishikawa, Tomoki Yoshioka. Quantum entanglement in a pure state of strongly correlated quantum impurity systems. Physical Review B, 2025; 111 (3) DOI: 10.1103/PhysRevB.111.035112