Violación de la desigualdad de Bell en los qubits de fase de Josephson

Área de la Ciencia:

• La mecánica cuántica es la mecánica cuántica.
• Física del estado sólido Física del estado sólido
• La Ciencia de la Información Cuántica es la Ciencia de la Información Cuántica.

Sus antecedentes:

• La medición en la mecánica cuántica es impredecible, lo que lleva a teorías de procesos clásicos ocultos.
• Las desigualdades de Bell cuantifican las correlaciones, distinguiendo los comportamientos clásicos de los cuánticos.
• Experimentos anteriores han proporcionado evidencia para la mecánica cuántica, pero las lagunas se mantuvieron.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar la violación de una desigualdad de Bell en un sistema de estado sólido.
• Proporcionar evidencia experimental de la naturaleza cuántica de los circuitos eléctricos macroscópicos.
• Para cerrar el vacío de detección en las pruebas de desigualdad de Bell.

Principales métodos:

• Utilizó un par de qubits de fase de Josephson como partículas de espín 1/2 entrelazadas.
• Empleó la versión Clauser-Horne-Shimony-Holt (CHSH) de la desigualdad de Bell.
• Deterministicamente generó estados entrelazados y realizó mediciones de un solo disparo en ambos qubits.

Principales resultados:

• Demostró una violación de la desigualdad de CHSH Bell.
• Se midió una señal de Bell de 2.0732 ± 0.0003, superando significativamente el límite clásico de 2.
• El resultado superó el límite clásico en 244 desviaciones estándar, cerrando la laguna de detección.

Conclusiones:

• El experimento proporciona una fuerte evidencia de que los circuitos eléctricos macroscópicos obedecen a la mecánica cuántica.
• Confirma la naturaleza no clásica de las correlaciones observadas en el sistema de estado sólido.
• Refuerza la integridad de la mecánica cuántica como descripción de la realidad física.