Es sabiduría común, y matemáticamente probado, que el entrelazamiento cuántico no se puede usar para eludir el límite de velocidad relativista y transferir información más rápido que la luz. Entonces debe haber algo mal con el siguiente gedankenexperiment, pero no puedo entender qué:
Que haya un dispositivo que (casi) simultáneamente cree muchos pares de fotones coherentes entrelazados y los envíe a Alice y Bob, cada uno de ellos recibiendo un fotón de cada par. Ambos están lejos de la fuente de luz y han colocado pantallas en el haz de luz, altamente enfocado, para que detecten una pequeña área de luz en la pantalla.
Ahora Alice quiere transferir un bit de información a Bob. Si es un 0, no hace nada. Si es un 1, coloca una placa de doble rendija adecuada en el camino de la luz, inmediatamente antes de que llegue el grupo de fotones. Esto creará un patrón de interferencia en su pantalla, y el enredo replicará instantáneamente las trayectorias de los fotones y ese patrón en la pantalla de Bob. Entonces, si ve un patrón de interferencia en lugar de un punto, sabe que es un 1 y viceversa.
Por supuesto, la pantalla de Bob no mostrará una copia exacta de lo que ve Alice: estará cubierta por ruido, por ejemplo, de fotones que rebotaron en la placa de doble rendija de Alice o se decoherieron a través de la interacción con el entorno. En el peor de los casos, un accidente estadístico puede crear un patrón a partir de un bit 0 que parece el resultado de una interferencia. Pero podemos optimizar la relación señal/ruido a través de la configuración experimental y, además, cualquier canal de comunicación del mundo real está sujeto a una pérdida parcial de información (que debe compensarse con la corrección de errores).
Entonces parece que este experimento transfiere información más rápido que la luz. ¿Qué me perdí?
Su error parece ser la idea errónea de que el entrelazamiento mágicamente hará que los resultados de cualquier experimento del fotón B imiten exactamente los de un experimento similar realizado en su compañero entrelazado. El enredo es más sutil que eso y debe tratarse con cuidado.
En particular, hay muchos tipos diferentes de enredos. Por ejemplo, los fotones pueden estar entrelazados en su polarización (es decir, ambos están -polarizado o ambos -polarizado), o en su camino (ambos van por el "carril" derecho o ambos por el "carril" izquierdo de una guía de ondas de dos canales), o en grados de libertad más complicados, como su perfil espacial. Sin embargo, en su mayoría, necesitan estar enredados en algún grado de libertad que puede tener más de un estado posible.
En el ejemplo de Kim y Shih , los fotones están enredados en su impulso: si Alice mide su fotón para tener impulso , Bob siempre medirá lo contrario. Sin embargo, este enredo solo aparece en experimentos de correlación en los que miden el impulso y observan resultados correlacionados. Este hecho queda claro desde el principio por la referencia de Kim y Shih a la "imagen fantasma" .
Si Alice pone una doble rendija frente a sus fotones y Bob no lo hace, Alice observará interferencia y Bob no, ya que no hay nada en la línea de luz de Bob que cause interferencia; Es así de simple. De hecho, en esta configuración, sus medidas no mostrarán ninguna correlación que indique el enredo, ya que están midiendo observables conjugados.
Su propuesta es muy similar a la de John Cramer y Raymond Jensen (basada en el experimento Dopfer: véase la tesis Dopfer de 1998 bajo la dirección de A. Zeilinger). El punto de vista dominante es que esto no debería funcionar. Sin embargo, la prueba de esta conclusión es probablemente muy técnica, no parece ser fácil de encontrar y no puede basarse en una evocación manual del teorema de no señalización.
Eche un vistazo, por ejemplo, a ¿Por qué el experimento Dopfer EPR requiere el conteo de coincidencias?
La falla en su argumento es que la afirmación "el entrelazamiento replicará instantáneamente las rutas de los fotones y ese patrón en la pantalla de Bob [sic]" es incorrecta.
Las estadísticas de los resultados de la medición de cualquier experimento realizado en un subsistema de un par máximamente entrelazado son independientes de lo que sucede con el otro subsistema.
En su caso, desde la perspectiva de Bob, si Alice pone una doble rendija no puede dar lugar a nada que pueda observar en su fotón que no hubiera ocurrido de otra manera. Formalmente, esto se debe a que la matriz de densidad que describe el sistema de Bob permanece sin cambios a pesar de la intervención de Alice en su fotón. El enredo puede dar lugar a correlaciones entre los resultados de ambos subsistemas, pero no a ningún cambio en las estadísticas de resultados individuales que podrían detectarse para transmitir información.
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