Correlaciones cuánticas sin ambigüedad. Una perspectiva generalizada para el entrelazamiento y el discord

G. BELLOMO

Rosario

Jornada; IV Jornadas de Fundamentos de Cuántica; 2014

El interés creciente en los campos de la información y la computación cuánticas permiten revisar la dicotomía entre "clásico" y "cuántico" desde otra perspectiva: el foco de la discusión acerca del entrelazamiento, tradicionalmente puesto en el problema de la localidad, se corre hacia el estudio de formas más generales de comportamiento no clásico, de la construcción de medidas para su cuantificación, y de su aplicación como recurso en protocolos informacionales que no pueden implementarse clásicamente. El tratamiento usual de los sistemas cuánticos tiene su eje en los estados, y la determinación del carácter clásico o cuántico de las correlaciones depende de la manera en que el estado de un sistema compuesto es particionado en subsistemas. Matemáticamente, el álgebra del sistema total puede descomponerse en (sub)álgebras de subsistemas de menor dimensionalidad, siendo tal estructura la que nos permite evaluar las correlaciones. Pero no existe, en general, una única manera de descomponer el álgebra del sistema total, y distintas descomposiciones dan lugar a caracterizaciones diferentes de las correlaciones presentes en el sistema (Zanardi et al. 2004, Harshman y Wickramasekara 2007, Earman 2014). Es decir, las correlaciones cuánticas son relativas a la especificación de una descomposición en subsistemas. Este carácter relativo posee consecuencias en la interpretación de varios aspectos de los sistemas y sus correlaciones.Algunos autores pretenden dar criterios que permiten seleccionar una de las descomposiciones como ?privilegiada?, para evitar la ambigüedad al hablar de, por ejemplo, el entrelazamiento de un cierto estado. Otro problema aparece, por ejemplo, en el proceso de decoherencia que es parte fundamental de la explicación ortodoxa de la transición cuántico-clásica. Para ello, se parte de un sistema cerrado total y se elige una descomposición dada. Sin embargo, siempre existe una manera de particionarlo de modo que la clasicidad vía decoherencia no emerge y por lo tanto la termalización no se produce (Lychkovskiy 2013).Una manera interesante de presentar esta discusión es partir del álgebra del espacio de observables asociados a un sistema, y de la estructura de subálgebras que los observables inducen. Argumentaremos que, en principio, esta perspectiva permite aceptar la pluralidad de descomposiciones, poniéndolas en pie de igualdad, sin contradicciones. Mostraremos que este enfoque puede adoptarse no sólo para el caso del entrelazamiento, sino también para otras medidas de no clasicidad (e.g. discord), y que se halla en armonía con el aspecto pragmático del problema, según el cual las correlaciones cuánticas son potenciales recursos. Por último, veremos que las propiedades distintivas de algunos tipos de correlaciones (como la monogamia en el caso del entrelazamiento) podrían jugar un rol importante en la división clásico-cuántica.Zanardi, P., Lidar, D. A., y Lloyd, S. (2004). ?Quantum tensor product structures are observable induced?. Physical Review Letters, 92: #06042.Harshman, N. L., & Wickramasekara, S. (2007). ?Tensor product structures, entanglement, and particle scattering?. Open Systems & Information Dynamics, 14: 341-351.Earman, J. (2014). ?Some puzzles and unresolved issues about quantum entanglement?. Erkenntnis, on line first.Lychkovskiy, O. (2013). ?Dependence of decoherence-assisted classicality on the way a system is partitioned into subsystems?. Physical Review A, 87: 022112.