Enredo cuántico y el big bang

Una partícula solo puede estar entrelazada al máximo exactamente con otra partícula.

Si ayuda, puede pensar que estar entrelazado al máximo tiene una relación perfecta entre dos partículas en lugar de que cualquiera de las partículas tenga una propiedad perfecta en lo más mínimo.

Si tuviera un giro perfecto (en una dirección particular), entonces obviamente podría tener alguna correlación (en esa dirección) con cualquier cosa y todo en la medida en que la otra partícula tenga la probabilidad de dar un giro en esa dirección. Pero eso no es 100% lo que es el enredo. El entrelazamiento es tener la correlación en lugar de que las dos cosas tengan sus propias propiedades.

Cuando estás enredado al máximo, entonces cada medida da todos los resultados con la misma probabilidad, por lo que las medidas no revelan nada sobre lo que eras, solo obligan a que exista una actualización particular de la relación entre las dos partículas, y una vez que se actualiza esa actualización, no están entrelazados. más.

Entonces, un enredo es una capacidad para actualizar una relación sobre una base aún por determinar (se puede medir en muchas direcciones diferentes). La medida hace que la relación aparezca a lo largo de las direcciones medidas, por lo que es el enredo deseado.

Y puedes estar parcialmente enredado con muchas partículas, pero cuando te miden, tu enredo con todo lo demás se da cuenta y luego desaparece (y te enredas al máximo con el dispositivo de medición, porque las mediciones en realidad crean un nuevo enredo máximo).

Dejar$|\Omega\rangle$ser el estado cuántico que describe todo el universo. Ciertamente no tiene sentido hablar del enredo de$|\Omega\rangle$con otra cosa, ya que$|\Omega\rangle$describe todo. Sin embargo, podemos discutir significativamente el enredo de los marginales de$|\Omega\rangle$:

$$\begin{equation} \rho_a=\text{Tr}_{a'}\left(|\Omega\rangle\langle\Omega| \right) \end{equation}$$ y
$$\begin{equation} \rho_b=\text{Tr}_{b'}\left(|\Omega\rangle\langle\Omega| \right) \end{equation}$$ Aquí he definido estos dos marginales trazando una parte del espacio de estado (es decir, ignorando una parte del universo). Por lo tanto, $\rho_a$y $\rho_b$son subsistemas de $|\Omega\rangle$: es decir, pueden describir una parte "más pequeña" del universo. Ahora, la notación de entrelazamiento bipartito puede usarse para discutir el entrelazamiento y/o la separabilidad de $\rho_a$y $\rho_b$.

Entonces, para responder a su pregunta de manera sucinta: alguna materia está enredada con otra materia, pero todo en general no está enredado. Esto se puede verificar experimentalmente .

De hecho, creo que pueden serlo, y no solo eso, sino que creo que sería muy probable que todas las partículas del universo estuvieran entrelazadas antes, durante y después del Big Bang. El problema sería verificar este enredo en experimentos, ya que no veo forma de deducir con qué partícula se enredaría una partícula dada.

El entrelazamiento se ha probado en el laboratorio, pero solo se puede hacer con un alto nivel de coherencia cuántica que, lamentablemente, no existe en la naturaleza. Si observara que una partícula en la naturaleza cambia la dirección de su giro espontáneamente, podría atribuirla a un enredo oa su interacción con otras partículas en su entorno. De lo contrario, no puedo ver por qué esta noción de enredo al principio no sería posible, si no algo probable.