El enmarañamiento reviste un cierto carácter mágico, algo que es ajeno a la ciencia.

Erwin Schrödinger, uno de los iniciadores de la física cuántica, identificó el “enmarañamiento” (entanglement) como una de las propiedades que mejor separan los ámbitos de aplicación de la física clásica y la cuántica. Cuando dos entidades físicas –digamos, dos átomos– se “enmarañan”, entonces lo que ocurre con uno de ellos queda fuertemente correlacionado con lo que ocurre con el otro, independientemente de la distancia que los separe y sin que esa correlación refleje un vínculo de causa y efecto.

Tal hecho está en conflicto con nuestro “sentido común”. Para la ciencia, las correlaciones perfectas entre dos sucesos se explican solo si podemos identificar relaciones de causa y efecto. Para el pensamiento mágico, esto último no es necesario. Así, pinchando un muñeco se cree poder dañar a la persona que él representa, o pronunciando un conjuro se cree poder influir en lo que ocurrirá en el futuro. La física cuántica describe correctamente todas las correlaciones observadas con estados enmarañados; pero es un problema abierto su cabal entendimiento, uno que rompa el conflicto que esas correlaciones le plantean a nuestro sentido común.

De esta manera, el enmarañamiento reviste un cierto carácter mágico, algo que es ajeno a la ciencia. Actualmente este tema es objeto de intensiva investigación, también por las aplicaciones prácticas que tiene en computación cuántica, criptografía, teleportación, etc. Los estados enmarañados se pueden producir ya casi rutinariamente –también en laboratorios como los que tenemos en la PUCP– pero son muy frágiles. Para entender por qué son tan frágiles y cómo protegerlos, se requiere investigarlos, lo que hacemos en nuestra Universidad desde varias perspectivas. Una de ellas se enfoca en los fenómenos de “muerte súbita” y “renacimiento súbito” del enmarañamiento. La dinámica de estos dos fenómenos ha sido objeto de estudio en uno de los trabajos recientemente publicados por el grupo de óptica cuántica de la PUCP.

El trabajo se orientó a ver cómo se relaciona la dinámica del enmarañamiento con la “memoria” que puede tener el entorno del sistema enmarañado. Todo sistema está inserto en un entorno. Este puede ser muy grande y desprovisto de estructuras reconocibles, o relativamente pequeño y algo estructurado; es decir, con cierto orden en algunos de sus elementos. Se ha especulado que la memoria que desarrolla un entorno podría ser indispensable para posibilitar el renacimiento del enmarañamiento, luego de que este ha sufrido una muerte súbita. Hay diversas propuestas para cuantificar qué tanta memoria tiene un entorno, es decir la cantidad de información almacenada. Sin embargo, estas propuestas se han hecho sin tener en cuenta el enmarañamiento. Aun así, se tiende a usarlas de forma general. El trabajo realizado en la PUCP ha mostrado que hay que tener cuidado con esto, y que cuando se trata de diagnosticar la memoria de un entorno en lo que respecta al enmarañamiento, hace falta cuantificar esa memoria de una forma especialmente diseñada para este fin. Ese es el reto que ha quedado planteado gracias a los resultados obtenidos por el grupo de la PUCP.

Más sobre el tema: Recientemente, la revista Journal of Physics B: At. Mol. and Opt. Phys. difundió el ensayo científico Correlating the fate of entanglement with the memory of the environment en su portal LabTalk. Los autores son Andrés Rosario, Eduardo Massoni y Francisco De Zela, docentes de nuestra Universidad.