En el mundo de la ciencia cuántica, Alice y Bob han estado hablando el uno al otro durante años. Charlie se unió a la conversación hace unos años, pero ahora, con una separación espacial, los científicos han medido que su comunicación se produce más rápido que la velocidad de la luz.

Por primera vez, físicos del Instituto de Computación Cuántica (IQC) en la Universidad de Waterloo han demostrado la distribución de tres fotones entrelazados en tres lugares diferentes (denominados Alice, Bob y Charlie) a varios cientos de metros de distancia, lo que demuestra la no localidad cuántica para más de dos fotones entrelazados. Los resultados del experimento se publican en Nature Photonics este lunes.

Una vez descrita por Einstein como «acción fantasmal a distancia», este enredo de tres fotones conduce a interesantes posibilidades para la comunicación cuántica multilateral.

La no localidad describe la capacidad de las partículas para saber instantáneamente sobre el estado de cada una, incluso cuando están separadas por grandes distancias. En el mundo cuántico, esto significa que podría ser posible transferir información de forma instantánea, más rápido que la velocidad de la luz.

Esto contraviene lo que Einstein llamó el «principio de la acción local», la regla de que los objetos distantes no pueden tener una influencia directa entre sí, y que un objeto está directamente influenciado sólo por su entorno inmediato.

Para probar realmente que las variables locales ocultas no son responsables de la correlación entre los tres fotones , los científicos necesitaban el experimento realizado en el IQC para cerrar lo que se conoce como la laguna localidad. Consiguieron la separación de los fotones entrelazados de una manera que no permitiera una señal para coordinar el comportamiento de los fotones, radiando estos fotones entrelazados a remolques estacionados a varios cientos de metros de su laboratorio (ilustrado en la imagen adjunta).

El experimento demostró la distribución de las tres partículas entrelazadas, lo que eventualmente se pueden utilizar para hacer algo más que la comunicación en parejas donde sólo una de las partes puede comunicarse con otra. Se abre la posibilidad de protocolos de comunicación cuántica multilaterales, incluyendo distribución de clave cuántica (QKD), criptografía y compartición de secretos cuántica.

«El resultado interesante es que ahora tenemos la capacidad de hacer algo más que una comunicación cuántica de pareja», dijo el autor principal del estudio Chris Erven, un ex estudiante de doctorado del IQC y asistente de investigación en la Universidad de Bristol.