Agujero de Gusano Transitable, Clave de la Teleportación Cuántica

Durante mucho tiempo los agujeros de gusano transitables han sido una fuente de fascinación como método de transporte a larga distancia. Este fenómeno tiene una interesante interpretación en el contexto de ER=EPR, o en pocas palabras relacionado con los agujeros de gusano del espaciotiempo (ER) y el entrelazamiento cuántico (EPR). Y esto podría estar relacionado con el teletransporte cuántico.

La llamada relación ER=EPR fue propuesta por Juan Maldacena y Leonard Susskind en 2013. Significa que el puente de Einstein Rosen (ER, o agujero de gusano), entre dos agujeros negros se crea por correlaciones tipo EPR (Einstein-Podolsky-Rosen, o entrelazamiento cuántico) entre los microestados de los dos agujeros negros. Esta equivalencia ER=EPR se analizó con más detalle en un artículo anterior.

Tales agujeros de gusano transitables son realmente atractivos, pero requerirían una materia que violara la condición de energía nula. Esta condición establece que la energía de tensión experimentada por un rayo de luz no debe ser negativa. El problema es que esta condición tiene que aplicarse en teorías clásicas físicamente razonables aunque, en la teoría cuántica de campos, ya sabemos que la condición de energía nula es falsa. Sin embargo, un equipo conjunto de Harvard y Princeton acaba de demostrar cómo es posible hacer que un agujero de gusano sea atravesable tras una reacción gravitatoria posterior sin violar la causalidad.

En un trabajo reciente, el equipo dirigido por Ping Gao propuso un nuevo enfoque para mantener abierto un agujero de gusano. Este resultado teórico se obtuvo añadiendo ciertas interacciones que acoplan los dos límites de AdS-Schwarzschild eternos, dando lugar a un tensor de tensión de materia cuántica con energía media nula negativa. Esto muestra que el puente de Einstein-Rosen de un agujero negro BTZ se vuelve ligeramente transitable tras la adición de un acoplamiento de dos fronteras. Esto permite que el agujero de gusano esté abierto sólo durante un pequeño tiempo propio en la región interior.

El agujero de gusano transitable que encontramos tiene una interesante interpretación en el contexto de ER=EPR. Maldacena y Susskind conjeturaron que cualquier par de sistemas cuánticos entrelazados están conectados por un puente de Einstein-Rosen (el agujero de gusano no transitable). La diferencia crucial en nuestro trabajo es que permitimos la interacción entre los sistemas entrelazados, que se supone despreciable en ER=EPR. Lo que hemos demostrado es que en este caso el puente de Einstein-Rosen puede abrirse para convertirse en un agujero de gusano transitable.

Este descubrimiento sobre la posibilidad teórica de los agujeros de gusano transitables podría dar lugar a múltiples aplicaciones, desde la mejora de las redes de telecomunicaciones cuánticas hasta un posible sistema de teletransporte en el futuro.

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