Físicos de Canadá e Italia han derivado de la mecánica cuántica algunos principios físicos relacionados con el almacenamiento, la manipulación y recuperación de información.

El nuevo trabajo es un esfuerzo largo y continuo para encontrar la motivación fundamental de la física matemática a la física cuántica, que describe los procesos en los campos atómicos y subatómicos, con una precisión infalible, aunque la comprensión desafía el sentido común.

"Nos gustaría tener un conjunto de axiomas que nos den una mejor comprensión física de la mecánica cuántica", dice Michael Westmoreland, matemático de la Universidad Denison en Granville, Ohio.

Los fundamentos de la teoría cuántica en la actualidad se basan en fórmulas abstractas matemáticas conocida como los espacios de Hilbert y álgebras C *. Estas abstracciones funcionan bien para el cálculo de la probabilidad de un resultado determinado en un experimento. Pero carecen de significado intuitivo que los físicos ansían, la elegancia de la teoría de Einstein de la relatividad, por ejemplo, se dice que la velocidad de la luz es constante y que las leyes de la física no cambian de un sistema de referencia al siguiente.

Giulio Chiribella, un físico teórico del Instituto Perimeter de Física Teórica en Ontario, Canadá, y sus colegas, basaron su enfoque en un postulado llamado "purificación". Un sistema con propiedades inciertas (un estado mixto) que es parte de un estado puro que en principio se conocía por completo.

El Pion es una partícula que tiene un giro de cero, se puede descomponer en dos fotones. Cada fotón se encuentra en un estado mixto y tiene la misma probabilidad de girar hacia arriba o hacia abajo. Los fotones juntos, sin embargo, constituyen un estado puro en el que siempre giran en direcciones opuestas.

"Nosotros podemos ser ignorantes, pero podemos tener un conocimiento máximo de su totalidad", dijo Giulio Chiribella.

Este principio requiere la purificación del fenómeno cuántico conocido como entrelazamiento, que conecta las partes con el todo. También explica por qué la información cuántica no puede ser copiada sin destruirla, pero puede ser transportada a un lugar distante después de ser destruida en su punto de origen.

Basándose en este principio, ellos reproducen la estructura matemática de la mecánica cuántica con la ayuda de cinco axiomas adicionales relacionados con el procesamiento de la información. Sus axiomas son la causalidad, la idea de que una medida ya no puede ser influenciada por las futuras mediciones, y compresión ideal, lo que significa que la información se puede codificar en un sistema físico y luego decodificada sin error. Otros axiomas implican la capacidad de distinguir unos de otros estados y la capacidad de las mediciones de la creación de estados puros.

Algunos especulan que la teoría cuántica de la refundición en materia de información podría ayudar a resolver los problemas pendientes en la física, como una forma de unificar la mecánica cuántica y la gravedad.

Fuente: Sciencenews