Intercambio de entrelazamientos

El intercambio de entrelazamiento implica dos pares de partículas entrelazadas: (A, B) y (C, D). El par de partículas (A, B) está inicialmente entrelazado, al igual que el par (C, D). El par (B, C), tomado de los pares originales, se proyecta sobre uno de los cuatro posibles estados de Bell , un proceso denominado medición de estado de Bell . El par de partículas no medido (A, D) puede entrelazarse. Este efecto se produce sin ninguna interacción directa previa entre las partículas A y D. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

El intercambio de entrelazamiento es una forma de teletransportación cuántica . En la teletransportación cuántica, el estado desconocido de una partícula puede enviarse de un lugar a otro mediante la combinación de un canal cuántico y uno clásico. Alice proyecta el estado desconocido sobre un estado de Bell y el resultado se comunica a Bob a través del canal clásico. ^{[ 4 ]} En el intercambio de entrelazamiento, el estado de una de las dos fuentes es el canal cuántico de teletransportación y el estado de la otra fuente es el estado desconocido que se envía a Bob. ^{[ 5 ] : 876}

La expresión matemática para el proceso de intercambio es: ^{[ 5 ] : 876}

$${\displaystyle \left|\psi \right\rangle _{AB}\otimes \left|\psi \right\rangle _{CD}\xrightarrow {{\text{BSM}}_{BC}} \left|\psi \right\rangle _{AD}}$$

En esta expresión,${\displaystyle \left|\psi \right\rangle _{XY}}$Se refiere a un estado entrelazado de un par de partículas ( X , Y ), mientras que BSM indica una medición de estado de Bell. Un estado de Bell es uno de los cuatro estados específicos que representan dos partículas con entrelazamiento máximo; una medición de estado de Bell proyecta un estado cuántico sobre este conjunto base. ^{[ 6 ] : 813}

En el campo de la criptografía cuántica , ayuda a proteger mejor los canales de comunicación. Al utilizar entrelazamientos intercambiados entre pares de partículas, es posible generar claves de cifrado seguras que deberían estar protegidas contra la interceptación. ^{[ 7 ]}

El intercambio de entrelazamiento también sirve como tecnología fundamental para el diseño de redes cuánticas , donde muchos nodos —como computadoras cuánticas o puntos de comunicación— se conectan a través de estas conexiones especiales formadas por enlaces entrelazados. Estas redes pueden soportar la transferencia segura de información cuántica a través de largas distancias. ^{[ 8 ]}

El intercambio de entrelazamiento podría permitir la construcción de repetidores cuánticos para extender las redes de comunicación cuántica, al permitir que el entrelazamiento se comparta a largas distancias. Realizar el intercambio de entrelazamiento en ciertos puntos actúa como retransmitir información sin pérdidas. ^{[ 9 ] [ 10 ]}