Hay muchas formas en que los sistemas pueden enredarse entre sí. Históricamente, las principales formas de generar pares entrelazados de fotones o electrones fueron a través de procesos de desintegración que producen dos o más partículas. Las leyes de conservación, como la conservación del impulso y la indistinguibilidad de las partículas, implican que los productos de descomposición a menudo se enredan. Los experimentos originales sobre las desigualdades de Bell utilizaron fotones enredados generados por una cascada atómica en cesio. Aquí es donde un electrón se mueve a un nivel de energía más bajo dos veces seguidas muy rápidamente, lo que resulta en dos fotones enredados. En estos días, el caballo de batalla de los experimentos de fotones enredados es la conversión descendente paramétrica espontánea (ver Conversión descendente paramétrica espontánea) porque brinda mucho más control sobre la dirección de los haces de fotones resultantes. Aquí, se dispara un láser contra un cristal no lineal, lo que da como resultado dos fotones a frecuencias más bajas. Si los ángulos de emisión de los fotones salen bien, entonces los fotones resultantes se enredan.
Generalmente, sin embargo, casi cualquier tipo de interacción entre dos sistemas cuánticos se puede utilizar para generar enredos. Hemos podido generar enredos en una variedad de sistemas, incluidos iones en trampas de iones que interactúan a través de modos de fonón (vibraciones), qubits de estado sólido que interactúan a través de campos magnéticos o eléctricos, fotones y átomos en cavidades, y muchos más. Casi todos los experimentos diseñados como prueba de concepto de computación cuántica han generado enredos de una forma u otra.
De hecho, si creemos en la teoría cuántica, el enredo es completamente genérico y los sistemas se enredan a nuestro alrededor todo el tiempo. Cada vez que un sistema interactúa con otro de alguna manera, existe el potencial de generar enredos. Las interacciones pueden ser de cualquier tipo genérico, por ejemplo electromagnético. Cada vez que los fotones aterrizan en tu retina, te estás enredando con tu entorno.
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La pregunta entonces no debería ser “¿por qué es difícil generar enredos?” porque no lo es La pregunta debería ser “¿por qué es difícil ver los efectos extraños del enredo, dado que las cosas se enredan muy fácilmente?”. La respuesta a esto se debe a una diferencia entre enredos y otros tipos de correlación. Clásicamente, si Alice y Bob comparten un poco de información y Bob envía una copia del bit a Charlie, entonces Alice y Bob aún comparten un poco, pero también Alice y Charlie comparten un poco y Bob y Charlie comparten un poco. El enredo no funciona así. Está más cerca de la idea de un secreto compartido que un bit compartido. Si Alice y Bob inicialmente comparten un secreto y luego Bob se lo cuenta a Charlie, entonces Alice y Bob ya no comparten un secreto (porque Charlie lo sabe). Del mismo modo, Alice y Charlie no comparten un secreto y Bob y Charlie no comparten un secreto. Todo lo que podemos decir es que ahora Alice, Bob y Charlie comparten un secreto como un trío. Hay un nuevo tipo de secreto fundamentalmente tripartito que no se puede reducir a un montón de secretos bipartitos.
El enredo funciona de manera similar. Si Alice y Bob comparten un estado enredado y Bob interactúa con Charlie, entonces Alice y Bob generalmente no observarán ningún enredo entre sus sistemas. Observarán enredos si se juntan con Charlie y realizan un experimento de tres partes, pero eso no puede reducirse a un montón de observaciones de dos partes. Por lo tanto, la razón por la que no vemos los efectos del enredo a nuestro alrededor no es que sea difícil generar enredos, sino que es difícil evitar generar demasiado. Cualquier fotón perdido que ingrese al experimento e interactúe con uno de los sistemas convertirá el enredo de dos partes que estamos tratando de generar en un enredo de tres partes y luego volará hacia el medio ambiente, por lo que no tenemos esperanza de observarlo. Es por eso que los sistemas deben aislarse y enfriarse cuidadosamente para observar enredos. Por supuesto, si aísla y enfría los sistemas, no solo no interactúan tanto con su entorno, sino que también tienden a no interactuar tanto entre sí. Este es entonces el desafío central de generar enredos. Desea aislar los sistemas del entorno sin aislarlos entre sí y esto es algo difícil de hacer.
