¿Cuál es el número máximo de partículas que pueden enredarse cuánticamente?

No hay límite en el número de partículas que pueden enredarse cuánticamente. Pero hay un grado de enredo entre las partículas cuánticas que puede ir de cero a un valor máximo.

La mecánica cuántica impone la monogamia en el entrelazamiento cuántico máximo. Por la regla de la monogamia cuántica, solo 2 partículas pueden enredarse cuánticamente al máximo. Las partículas entrelazadas al máximo no pueden separarse en 2 partículas cuánticas independientes y solo pueden describirse mediante 1 función de onda combinada. En un mar de partículas cuánticas, una partícula dada puede tener un enredo máximo con solo otra partícula.

Una medición de una propiedad cuántica, por ejemplo, espín o polarización, de una partícula cuántica mediante un instrumento clásico colapsa instantáneamente la función de onda y conduce a un valor determinado de forma clásica de esa propiedad para ambas partículas. Esto sucede independientemente de la distancia espacial o temporal entre las 2 partículas.

Incluso si las 2 partículas estuvieran a mil millones de años luz una de otra, seguirían adquiriendo un valor clásico definido de esa propiedad cuántica en el mismo instante. Pero la causalidad se conserva porque no se puede usar esta configuración para enviar información entre 2 observadores. Eso implicaría que la información viaja más rápido que la velocidad de la luz en el vacío, una clara violación de la teoría especial de la relatividad.

El entrelazamiento cuántico máximo entre 2 partículas también trasciende el tiempo. Si un miembro de un par enredado al máximo se devuelve en el tiempo a través de un agujero de gusano, seguirá enredado con el otro compañero y aún se describirá con la misma función de onda común hasta que se realice una medición clásica en su compañero.

En la literatura popular, los autores no hacen una distinción clara entre enredos máximos y no máximos. Esto ha llevado a mucha confusión sobre esta idea.

El enredo cuántico no máximo es muy común en la naturaleza. Los fotones en un haz de luz solar, que está fluyendo a través del panel de mi ventana en este momento, están enredados cuánticamente y este enredo aumentará con el tiempo. Pero nunca alcanzará el nivel de enredo máximo.

Dos partículas cuánticas pueden enredarse al máximo solo si se crean en el mismo momento. Por ejemplo, uno puede crear 2 fotones con un enmarañamiento máximo de polarizaciones lineales ortogonales enviando un fotón no polarizado a través de un medio óptico no lineal. Serían descritos por una sola función de onda.

Dos fotones creados independientemente, por otro lado, nunca pueden enredarse al máximo.

En principio, cualquier número de partículas puede tener cierto grado de enredo entre sí.

Sin embargo, si solo tomamos partículas entrelazadas al máximo , entonces solo puede haber dos: se llama monogamia de enredo .

En general, cuantos más socios de enredos tenga la partícula, se permite un menor grado de enredo con cada uno de ellos (lo siento, Franklin Veaux :-)).