Físicos de la Universidad de Viena han realizado un experimento que demuestra una superposición de diferentes órdenes temporales en eventos cuánticos, utilizando fotones entrelazados y un equivalente a la desigualdad de Bell. Los resultados se desvían significativamente de las expectativas clásicas, lo que sugiere que el orden causal indefinido es una característica cuántica fundamental. No obstante, aún existen varias lagunas experimentales.
Investigadores de la Universidad de Viena han diseñado un experimento para probar si la mecánica cuántica permite superposiciones de órdenes causales, donde la secuencia de eventos —A antes que B o B antes que A— se vuelve probabilística en lugar de definida. La configuración utiliza pares de fotones entrelazados. Un fotón pasa a través de un dispositivo que aplica dos manipulaciones en una secuencia determinada por su polarización: ya sea la operación A seguida de B, o viceversa. Luego se mide la trayectoria del fotón, mientras que la medición de polarización del segundo fotón revela qué orden experimentó el primero. El equipo adaptó las desigualdades de Bell —una herramienta utilizada tradicionalmente para investigar el entrelazamiento cuántico— para escenarios de orden causal indefinido. Sus mediciones mostraron correlaciones de 18 desviaciones estándar más allá de lo que predice el teorema de Bell bajo las teorías clásicas de variables ocultas, proporcionando una sólida evidencia de que la superposición del orden temporal es inherente a la mecánica cuántica. A pesar del resultado prometedor, el experimento presenta limitaciones similares a las de las primeras pruebas de entrelazamiento. Solo se detecta alrededor del 1 por ciento de los fotones de entrada debido a pérdidas, lo que potencialmente permitiría que las variables ocultas sobrevivan si las pérdidas favorecen ciertos subconjuntos. La configuración también carece de suficiente separación espacial para excluir influencias a velocidades inferiores a la de la luz, junto con otros problemas específicos de las pruebas de orden causal indefinido. Los investigadores creen que futuras mejoras pueden cerrar estas lagunas, basándose en precedentes de la investigación sobre entrelazamiento que obtuvo el reconocimiento del Nobel. Los autores destacan el potencial práctico: 'El [dispositivo utilizado en este trabajo] también puede ser interesante para aplicaciones, ya que se ha demostrado que puede superar a los procesos ordenados causalmente en una amplia variedad de tareas, tales como la discriminación de canales, problemas de promesa, complejidad de comunicación, mitigación de ruido, diversas aplicaciones termodinámicas, metrología cuántica, distribución de claves cuánticas, generación de entrelazamiento y destilación, entre otras'. Los hallazgos aparecen en PRX Quantum.