El espejismo de la comunicación superlumínica
Imagine poder enviar mensajes instantáneos entre la Tierra y Marte, o incluso a galaxias distantes, superando la barrera de la velocidad de la luz. Esta posibilidad parecería estar al alcance de nuestras manos gracias a uno de los fenómenos más fascinantes y misteriosos de la mecánica cuántica: el entrelazamiento cuántico.
El entrelazamiento cuántico ocurre cuando dos o más partículas se generan, interactúan o comparten proximidad espacial de tal manera que el estado cuántico de cada partícula no puede describirse de forma independiente. En su lugar, debe proporcionarse una descripción del sistema como un todo. Cuando las partículas están entrelazadas, si medimos una propiedad física de una de ellas (como su espín o polarización), automáticamente conocemos la propiedad correspondiente de la otra partícula, sin importar a qué distancia se encuentre. Este fenómeno fue descrito por Einstein como «acción fantasmal a distancia» y le pareció tan inquietante que lo usó como argumento contra la completitud de la mecánica cuántica.
A primera vista, el entrelazamiento cuántico parece ofrecer la posibilidad perfecta para la comunicación instantánea. Imaginemos dos laboratorios, uno en la Tierra y otro en Marte, cada uno con una partícula de un par entrelazado. Si pudiéramos manipular la partícula en la Tierra, su compañera en Marte respondería instantáneamente, permitiéndonos enviar mensajes más rápido que la luz, ¿verdad?
Lamentablemente, la realidad es más compleja. Existen varios obstáculos fundamentales que hacen imposible utilizar el entrelazamiento cuántico para la transmisión de información. El primero y más importante es que no podemos controlar ni determinar el resultado de una medición cuántica. Cuando medimos el estado de una partícula entrelazada, el resultado es inherentemente aleatorio. Si medimos el espín de una partícula, por ejemplo, obtendremos «arriba» o «abajo» con igual probabilidad, y no hay manera de predecir o controlar cuál será el resultado.
Además, el acto mismo de medir destruye el entrelazamiento. Es como si tuviéramos dos dados mágicos que siempre suman siete: cuando lanzamos uno y obtenemos un 2, sabemos instantáneamente que el otro mostrará un 5. Sin embargo, una vez que hemos lanzado el dado, la magia desaparece. De manera similar, una vez que medimos una partícula entrelazada, el sistema colapsa y el entrelazamiento se pierde.
Otro obstáculo fundamental viene dado por el teorema de no clonación cuántica, que establece que es imposible crear una copia exacta de un estado cuántico desconocido. Esto significa que no podemos «amplificar» o reproducir el estado de una partícula entrelazada para manipularlo o estudiarlo sin destruir el entrelazamiento original.
Pero quizás el impedimento más crucial es que los observadores en Marte no tienen forma de saber cuándo se ha realizado una medición en la Tierra. Aunque el estado de su partícula cambia instantáneamente cuando realizamos una medición aquí, ellos no pueden detectar este cambio hasta que decidan medir su propia partícula. Y cuando lo hacen, obtienen un resultado que parece completamente aleatorio hasta que reciben, por medios convencionales limitados por la velocidad de la luz, la información sobre qué y cuándo medimos en la Tierra.
Esta limitación no es tecnológica, sino una restricción fundamental impuesta por las leyes de la física cuántica. No es que carezcamos de la tecnología necesaria para manipular las partículas entrelazadas de la manera deseada; es que las leyes fundamentales de la mecánica cuántica hacen que sea imposible utilizar el entrelazamiento para transmitir información más rápida que la luz.
A pesar de estas limitaciones, el entrelazamiento cuántico no es meramente una curiosidad de laboratorio. Tiene aplicaciones prácticas revolucionarias en campos como la computación cuántica, donde permite realizar cálculos que serían imposibles para las computadoras clásicas, y en la criptografía cuántica, donde se utiliza para generar claves de encriptación absolutamente seguras. Estas aplicaciones no requieren la transmisión de información más rápida que la luz, sino que aprovechan otras propiedades únicas del entrelazamiento cuántico.
