Thesis:

Medición sin interacción

La medición sin interacción, propuesta originalmente por Elitzur y Vaidman en 1993 [1], plantea la posibilidad de detectar la presencia de un objeto sin que exista interacción directa entre dicho objeto y un fotón de prueba. Este fenómeno, que desafía la noción de localidad y la idea de que toda medición requiere interacción, ha sido validado experimentalmente [2] y presenta implicancias profundas en la interpretación estándar de la mecánica cuántica. Con el propósito de estudiar los fenómenos de superposición y no localidad que conducen a una medición sin interacción, en el presente trabajo se exploran configuraciones alternativas que permitan mejorar la eficiencia de una medición sin interacción en un interferómetro de Mach-Zehnder cuántico. Se analizan configuraciones para dos fotones incidentes, entrelazados y no entrelazados, para N = 2 y N → ∞ beam splitters, así como un interferómetro de Mach-Zehnder con dos beam splitters de reflectividades R1 y R2 distintas, evaluando su respectiva factibilidad y limitaciones. Los resultados muestran que, con una configuración óptima de dos beam splitters, aunque con un mayor coste en el número de fotones necesarios para lograr una medición sin interacción, es posible alcanzar una eficiencia cercana al 50 %. Las configuraciones con dos fotones incidentes, por su parte, sí se presentan como una alternativa en cuanto a una buena eficiencia; sin embargo, debido a su complejidad, se descartan como una solución práctica. Esto confirma la medición sin interacción como una manifestación directa de la no localidad cuántica y de la complejidad del colapso de la función de onda, razón por la cual no existe una única teoría o interpretación válida para el proceso de la medición cuántica. Dicho proceso se discute en la tesis utilizando un Hamiltoniano no hermítico que permite el colapso de la función de onda en la evolución temporal de un estado inicial, empleando la ecuación de evolución de Schrödinger. Sin embargo, la evolución hacia el pasado utilizando el mismo Hamiltoniano resulta diferente de la evolución hacia el futuro, planteando así una discusión sobre la influencia de la medición sin interacción en la temporalidad.