montaje prático que muestra el experimento hecho por Mario Berta sobre la incertidumbre.
En la mecánica cuántica, la capacidad de predecir los resultados precisos de dos observables conjugados, tales como la posición y el momento, para una partícula está limitada por el principio de incertidumbre. Por ejemplo, mientras más precisa la ubicación de la partícula se determina, menos preciso la determinación del momento será. Originalmente formulada por Heisenberg ( ver aquí, la relación de incertidumbre expresada en la forma de la desviación estándar también se extiende a la forma entrópica para reflejar con precisión su significado físico. El principio de incertidumbre es la característica esencial de la mecánica cuántica. Sin embargo, la posibilidad de violar la relación de incertidumbre de Heisenberg ha sido considerada en el pasado . En 1935, Einstein, Podolsky y Rosen publicaron el famoso artículo en el que se consideran el uso de dos partículas libres entrelazadas en posición y momento para violar la relación de incertidumbre de Heisenberg, y para desafiar la exactitud de la mecánica cuántica ( paradoja EPR) [ver aquí]. Karl Popper también propuso un experimento práctico con pares entrelazados para demostrar la violación de la relación de incertidumbre de Heisenberg [ver aquí]. Después de un largo debate y muchos trabajos experimentales, se sabe que estas violaciónes no contradicen la teoría cuántica y que se implementan ahora como una señal de entrelazamiento la cual es la característica fundamental de la mecánica cuántica y la importante fuente de procesamiento de información cuántica. "Recientemente, una más fuerte relación de incertidumbre entrópica, la cual utiliza la previamente determinada información cuántica, fue probada por Mario Berta . [ver aquí], cuya forma equivalente se conjeturó anteriormente por Renes y Boileau [veraquí]. Inicialmente entrelazándo la partícula de interés a otra partícula que actúa como una memoria cuántica, la incertidumbre asociada a los resultados de dos observables conjugado puede ser reducida a cero. El límite inferior de la incertidumbre es esencialmente dependiente del entrelazamiento entre la partícula de interés y la memoria cuántica. Esta nueva relación de la incertidumbre entrópica amplía en gran medida el principio de incertidumbre.El grupo experimental dirigido por el Prof. Chuan-Feng Li en el USTC preparó un tipo especial de estado de fotones entrelazados, llamado como el estado diagonal Bell, en una configuración completamente óptica. Uno de los fotones se envía para la medición y el otro actúa como una partícula asistida que lleva la información cuántica de interés. El fotón asistido se almacena en un spin-echo basado en la memoria cuántica, que constaba de dos fibras de polarización manteneniéndo cada una 120 m de longitud y dos placas de media onda. El tiempo de almacenamiento puede llegar a 1,2 micro segundosEl límite inferior de la incertidumbre relacionada con los resultados de dos observables conjugados es medido, el cual se puede reducir a valores arbitrariamente pequeños, cuando las dos partículas comparten un máximo entrelazamiento. Como resultado, la forma entrópica de la relación de incertidumbre de Heisenberg es violada y la nueva relación es confirmada. Mediante la medición de observables en ambas partículas, el grupo utilizó la nueva relación de incertidumbre entrópica para observar el entrelazamiento y para comparar con las mediciones de otros entrelazamientos. El nuevo entrelazamiento se observa puede ser obtenido por algunas mediciones por separado en cada una de las partículas entrelazadas, lo que demuestra su facilidad de acceso. El verificado principio de incertidumbre entrópica implica que el principio de incertidumbre no es sólo (observable-dependiente), sino también es dependiente del observador, ofreciendo una perspectiva particularmente interesante [veraquí]. El método utilizado para estimar las incertidumbres mediante mediciones directas en ambos fotones tiene aplicación práctica en la verificación de la seguridad de la distribución de clave cuántica.Esta nueva relación de la incertidumbre también encuentra uso práctico en el área de la ingeniería cuántica. La investigación experimental del nuevo principio entrópico de incertidumbre ha causado gran interés. Otro trabajo experimental relevante fue realizado independientemente por Prevedel y colegas [ver aquí] y los trabajos son publicados en la misma edición de Nature Physics.
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