Experimento del borrador cuántico

Este experimento utiliza un aparato con dos secciones principales. Tras la creación de dos fotones entrelazados , cada uno se dirige a su sección correspondiente. Cualquier acción realizada para determinar la trayectoria del compañero entrelazado del fotón examinado en la sección de doble rendija del aparato influirá en el segundo fotón, y viceversa. La ventaja de manipular los compañeros entrelazados de los fotones en la sección de doble rendija del aparato experimental radica en que los experimentadores pueden destruir o restaurar el patrón de interferencia en esta última sin modificar nada en dicha sección. Los experimentadores logran esto manipulando el fotón entrelazado, y pueden hacerlo antes o después de que su compañero haya atravesado las rendijas y otros elementos del aparato experimental entre el emisor de fotones y la pantalla de detección. En condiciones donde la sección de doble rendija del experimento se ha configurado para evitar la aparición de fenómenos de interferencia (debido a que existe información precisa sobre "qué trayectoria" sigue), el borrador cuántico puede utilizarse para borrar eficazmente dicha información. Al hacerlo, el experimentador restablece la interferencia sin alterar la parte de doble rendija del aparato experimental. ^{[ 3 ]}

Una variación de este experimento, el borrador cuántico de elección retardada , permite que la decisión de medir o destruir la información sobre "qué camino" se retrase hasta después de que la partícula entrelazada (la que pasa por las rendijas) haya interferido consigo misma o no. ^{[ 5 ]} En los experimentos de elección retardada, los efectos cuánticos pueden imitar la influencia de acciones futuras sobre eventos pasados. ^{[ 6 ]} Sin embargo, el orden temporal de las acciones de medición no es relevante. ^{[ 7 ]}

Primero, un fotón se dispara a través de un dispositivo óptico no lineal especializado : un cristal de borato de bario beta (BBO). ^{[ 3 ]} Este cristal convierte el fotón único en dos fotones entrelazados de menor frecuencia, un proceso conocido como conversión descendente paramétrica espontánea (SPDC). Estos fotones entrelazados siguen trayectorias separadas. Un fotón va directamente a un detector de resolución de polarización, mientras que el segundo fotón pasa a través de la máscara de doble rendija hacia un segundo detector de resolución de polarización. Ambos detectores están conectados a un circuito de coincidencia , lo que garantiza que solo se cuenten pares de fotones entrelazados. Un motor paso a paso mueve el segundo detector para escanear el área objetivo, produciendo un mapa de intensidad. Esta configuración produce el patrón de interferencia conocido.

A continuación, se coloca un polarizador circular delante de cada rendija de la máscara de doble rendija, lo que produce una polarización circular en sentido horario en la luz que pasa por una rendija y una polarización circular en sentido antihorario en la otra (véase la figura 1). (La polarización que corresponde a cada rendija depende de la polarización detectada por el primer detector). Esta polarización se mide en el segundo detector, marcando así los fotones y eliminando el patrón de interferencia (véanse las leyes de Fresnel-Arago ).

Finalmente, se introduce un polarizador lineal en la trayectoria del primer fotón del par entrelazado, lo que le confiere una polarización diagonal (véase la Figura 2). El entrelazamiento garantiza una polarización diagonal complementaria en su compañero, que atraviesa la máscara de doble rendija. Esto altera el efecto de los polarizadores circulares: cada uno producirá una mezcla de luz polarizada en sentido horario y antihorario. De este modo, el segundo detector ya no puede determinar qué trayectoria se siguió, y se restablecen las franjas de interferencia.

También se puede explicar una doble rendija con polarizadores giratorios considerando que la luz es una onda clásica. ^{[ 8 ]} Sin embargo, este experimento utiliza fotones entrelazados, que no son compatibles con la mecánica clásica.