MADRID, 22 Oct. (EUROPA PRESS)
Els generadors de números aleatoris han desenvolupat un paper fonamental en un experiment històric publicat aquest dijous a 'Nature' per científics de la Universitat Tecnològica de Delft.
L'experiment desenvolupat a l'ICFO (Institut de Ciències Fotòniques) --pels grups dels professors Morgan W. Mitchell i Valerio Pruneri, de l'International Computer Room Experts Association (ICREA)-- dóna la refutació més forta fins avui del principi del "realisme local" d'Albert Einstein, que diu que l'univers respon a lleis, no a l'atzar, i que no hi ha cap una comunicació més ràpida que la llum.
L'experiment de Delft primer va entrellaçar dos electrons atrapats a l'interior de dos vidres de diamant diferents, i després en va mesurar les orientacions dels electrons. En teoria quàntica, l'entrellaçament és poderós i misteriós: matemàticament els dos electrons es descriuen per una sola 'funció d'ona' que només especifica si coincideixen o no, no la direcció o espín a la qual apunten. En un sentit matemàtic, perden les seves identitats. El 'realisme local' intenta explicar el mateix fenomen amb menys misteri, i diuen que les partícules han d'apuntar algun lloc, i simplement no en sabem les direccions fins que les mesurem.
Quan es van mesurar, els electrons de Delft, efectivament, apareixien a l'atzar de manera individual tot i que coincidien molt bé. Tan bé, de fet, que no podrien haver tingut orientacions preexistents, com reclama el realisme. Aquest comportament només és possible si els electrons es comuniquen entre ells, una cosa que és molt sorprenent per a electrons atrapats en diferents vidres. Però aquí hi ha la part sorprenent: a l'experiment de Delft, els diamants estaven a diferents edificis, a 1,3 km de distància l'un de l'altre. D'altra banda, la mesura es van fer tan ràpida que no hi va haver temps perquè els electrons es comuniquessin, ni tan sols amb senyals que viatgessin a la velocitat de la llum.
Això posa el 'realisme local' en un compromís: si les orientacions d'electrons són reals, els electrons s'havien d'haver comunicat. Però si es van comunicar, ho havien de fer més ràpid que la velocitat de la llum. No hi ha sortida i el realisme local és refutat. O Déu juga els "daus" amb l'univers, o els espins dels electrons poden parlar entre ells més ràpid que la velocitat de la llum.
Aquest sorprenent experiment va requerir decisions impredictibles extremadament ràpides sobre com mesurar les orientacions d'electrons. Si les mesures haguessin estat predictibles, els electrons podrien haver acordat per endavant cap a on apunten, i simular les comunicacions on no hi hauria realment cap prova experimental.
DAUS QUÀNTICS
Per tancar aquesta bretxa, l'equip de Delft es va dirigir a l'ICFO, que té el rècord de generadors de números aleatoris quàntics més ràpids. ICFO va dissenyar un parell de "daus quàntics" per a l'experiment: una versió especial de la seva tecnologia de generació de números aleatoris patentada, que inclou l'electrònica molt ràpida "d'extracció d'aleatorietat". Això va produir un bit aleatori extremadament pur per a cada mesura feta a l'experiment de Delft. Els bits s'han produït en uns 100 ns, el temps que triga la llum a viatjar a només 30 metres, temps que no és suficient perquè els electrons es comuniquin.
"Delft ens ha demanat anar més enllà de l'estat de l'art en la generació de números aleatoris. Mai abans un experiment havia requerit tan bons números aleatoris en tan poc temps." Diu Carlos Abellán, un estudiant de doctorat a l'ICFO i coautor de l'estudi Delft.
Per a l'equip de l'ICFO, la participació a l'experiment de Delft era més que una oportunitat de contribuir a la física fonamental. El professor Morgan Mitchell comenta: "Treballar en aquest experiment ens va empènyer a desenvolupar tecnologies que ara podem aplicar per millorar la seguretat de les comunicacions i la informàtica d'alt rendiment, altres àrees que requereixen alta velocitat i números aleatoris d'alta qualitat."
Amb l'ajuda dels generadors de números aleatoris quàntics de l'ICFO, l'experiment Delft dóna una refutació gairebé perfecta de la visió del món d'Einstein, en què "res viatja més ràpid que la llum" i "Déu no juga als daus". Un mínim d'un d'aquests estats ha d'estar equivocat. Les lleis que regeixen l'Univers poden ser de fet una tirada de daus.
