Buscando un entrelazamiento cuántico en la Estación Espacial Internacional (y su relación con nuestro cerebro)

El entrelazamiento cuántico es esa faceta misteriosa de la física que, en síntesis, describe la vinculación entre dos o más partículas que, a pesar de que puedan estar muy alejadas entre sí a poco kilómetros o varios años luz, cualquier cosa que ocurra a una de ellas causa instantáneamente un cambio en la otra (el entrelazamiento no se disipa al aumentar la distancia). Un extraño fenómeno de la física cuántica que fue calificado por Albert Einstein como una "acción fantasmal a distancia".

Constituye una propiedad predicha en 1935 por Einstein, Podolsky y Rosen en su formulación de la llamada paradoja EPR. El entrelazamiento es la base de tecnologías en fase de desarrollo, tales como la computación cuántica o la criptografía cuántica, y se ha utilizado en experimentos de teleportación cuántica.

Hasta ahora, los experimentos que examinan este aspecto peculiar de la física se han limitado a distancias relativamente pequeñas en la Tierra, pero esto puede cambiar si se llevara a cabo un importante experimento de entrelazamiento cuántico en la Estación Espcial Internacional.

El experimento consistiría en distribución de claves cuánticas que utilizará a la ISS como repetidor para enviar una clave de codificación secreta a través de distancias mucho más grandes que las que ya se han logrado con fibra óptica en la Tierra. El único equipamiento necesario a bordo de la ISS sería un módulo de detección de fotones, que podría ser enviado a la ISS y conectado a instrumental ya existente.

Todo ello en aras de desarrollar, en un futuro, la primera red global de comunicación cuántica.

Una vez emplazado el equipo en la ISS, los investigadores proponen la realización de 2 experimentos, uno que permita verificar la aplicabilidad de la mecánica cuántica en este escenario y, por otro lado, plantear la transmisión de una clave cuántica cifrada para verificar que se pueden establecer comunicaciones seguras en estas condiciones.

Para el experimento Bell, se genera en la superficie terrestre un par de fotones entrelazados cuánticamente. Uno de estos fotones se envía desde la base de tierra a la ISS, mientras que el otro se puede medir de manera local en la superficie terrestre para su posterior comparación. Ello también permitirá poner a prueba los potenciales efectos que la gravedad pueda tener sobre el entrelazamiento cuántico.

El entrelazamiento que ocurre a nuestro alrededor

A pesar de que durante años se ha creído que el entrelazamiento cuántico implicaba exclusivamente a fenómenos extremadamente sutiles que únicamente podían observarse en la escala de lo más pequeño, las pruebas más recientes sugieren que dicho entrelazamiento podría hallarse más extendido de lo que se creía en la vida cotidiana, tal y como señala el neurocientífico Marco Iacoboni en Este libro le hará más inteligente (editado por John Brockman):

Es posible que la fotosíntesis tenga lugar por medio de un fenómeno de entrelazamiento cuántico, por no mencionar el hecho de que los últimos datos relativos al funcionamiento cerebral sugieren que el entrelazamiento cuántico desempeñaría un papel en la difusión sistemática de la actividad eléctrica que actúa en grupos de neuronas situadas en zonas del cerebro mutualmente alejadas entre sí.

Viendo el entrelazamiento

El físico austríaco Anton Zeilinger, y sus colegas en la Universidad de Viena, prepararon el siguiente vídeo en el que visualiza el entrelazamiento cuántico en polarización entre dos fotones.

Si queréis profundizar en el funcionamiento del entrelazamiento cuántico, no dejéis de echar un vistazo al artículo del gran Arturo Quirantes en Naukas: Entrelazado antes de nacer: si eso no es amor cuántico, no sé qué es.

Vía | Proyecto Líquido