¿Cómo puede usar el enredo para enviar un estado cuántico a una ubicación distante sin mover físicamente la partícula que lleva el estado?

A través del proceso de teletransportación cuántica que se basa en los fenómenos de intercambio de enredos. Teletransportarse a un estado macroscópico implicaría mantener correlaciones microscópicas de la decoherencia en una escala verdaderamente monumental que, hasta donde sabemos, sería casi imposible. Teletransportar el estado de un solo electrón, por ejemplo, sería mucho más fácil.

La idea básica es la siguiente: supongamos que Alice quiere transferir un qubit de información a Bob. El qubit A de Alice se prepara en un estado enredado con un qubit auxiliar C que tiene. Ella envía a C a Bob, y él realiza una operación particular que rompe el enredo entre A y C y, en cambio, produce un estado entrelazado entre B y C. El enredo entre A y C fue, en efecto, “intercambiado” por entrelazamiento entre B y C. Pero dado que el estado entrelazado entre A y C lleva información sobre el estado de A, el estado entrelazado resultante de B y C también lleva información sobre A, una vez que Alice le dice a Bob cómo decodificar el mensaje. De esta manera, el estado cuántico de A se transfiere al mismo estado de B (pero el estado original en A se destruye, de acuerdo con el teorema de no clonación ), a través de las correlaciones entre el qubit auxiliar C, que se transporta desde Alice a Bob.

Cuando el enredo se usa para transferir (teletransportarse) el estado cuántico de una partícula, la información se envía usando un canal convencional que puede enviar dos bits, es decir, un enlace de radio con un módem o incluso un mensaje de texto en un teléfono celular con uno de cuatro números , digamos uno de 0,1,2,3. Como la información utilizaba un enlace convencional, un gato necesitaría un viaje en automóvil convencional.

Para teletransportar el bit cuántico, enviamos dos fotones entrelazados, uno hacia la fuente y otro hacia el destino. En la fuente, el estado del fotón se compara con un estado cuántico del estado cuántico de una partícula que queremos transmitir y se producen dos bits para representar uno de los cuatro posibles resultados. Esos dos bits se envían al destino y eso le dice al destino qué orientación de los instrumentos haría que el fotón enredado aparezca en el estado cuántico de la partícula original, que ya no está en una superposición cuántica, por lo que la teletransportación destruye el Qbit de la partícula y crea un estado cuántico idéntico en el destino. El enlace convencional de 2 bits ralentiza este proceso a la velocidad de la luz en lugar de hacerlo instantáneamente.