Sachverhalt:
A.
Die Staatsanwaltschaft Winterthur/Unterland führt ein Strafverfahren gegen A._ wegen Schändung und weiterer Delikte und gegen B._ wegen sexueller Nötigung und weiterer Delikte. B._ soll anlässlich einer Party in einer Privatwohnung in U._ in der Nacht vom 5. auf den 6. Oktober 2017 zwischen ca. 22:30 Uhr und 2:00 Uhr ein Zimmer betreten haben, in dem die Geschädigte C._ nackt unter einer Decke gelegen habe. Er soll die Tür geschlossen, der Geschädigten die Decke bis unter die Brüste weggezogen und versucht haben, sie zum Geschlechtsverkehr oder zur Vornahme anderer sexueller Handlungen zu drängen. A._ soll in der gleichen Nacht zwischen ca. 23:30 Uhr und 5:00 Uhr, im Nachgang zum erwähnten Vorfall, ebenfalls jenes Zimmer betreten haben. Dort sei die Geschädigte im Begriff gewesen, mit einer Drittperson einvernehmlichen Geschlechtsverkehr zu vollziehen. Er soll der Geschädigten, die mit geschlossenen Augen auf dem Rücken gelegen habe, seinen Penis in den Mund oder zumindest auf die Lippen gelegt haben. Die weiteren A._ und B._ vorgeworfenen Delikte stehen mit diesen Vorfällen nicht im Zusammenhang.
Die beiden Strafverfahren wurden zunächst zusammen geführt. Mit Verfügung vom 17. April 2020 trennte sie die Staatsanwaltschaft. Zur Begründung hielt sie im Wesentlichen fest, die Untersuchung habe gezeigt, dass es sich um zwei voneinander unabhängige Lebenssachverhalte handle, weshalb keine Gefahr widersprüchlicher Urteile bestünde und damit keine gemeinsame Verfahrensführung angezeigt sei. Mit A._ sei zudem bereits die Schlusseinvernahme durchgeführt worden, während bei B._ noch weitere Untersuchungshandlungen notwendig seien.
Eine von A._ gegen diese Verfügung erhobene Beschwerde wies das Obergericht des Kantons Zürich mit Beschluss vom 4. September 2020 ab.
B.
Mit Beschwerde in Strafsachen ans Bundesgericht vom 8. Oktober 2020 beantragt A._, der Beschluss des Obergerichts sei aufzuheben.
Die Staatsanwaltschaft schliesst auf Abweisung der Beschwerde. Das Obergericht hat auf eine Stellungnahme verzichtet. B._ hat sich vernehmen lassen, ohne in der Sache einen Antrag zu stellen.
C.
Mit Präsidialverfügung vom 30. Oktober 2020 hat das Bundesgericht der Beschwerde die aufschiebende Wirkung zuerkannt.

Erwägungen:
1.
1.1. Gegen den angefochtenen Entscheid ist gemäss <ref-law> die Beschwerde in Strafsachen gegeben. Ein kantonales Rechtsmittel steht nicht zur Verfügung. Die Beschwerde ist somit nach <ref-law> zulässig. Der Beschwerdeführer ist gemäss Art. 81 Abs. 1 lit. a und lit. b Ziff. 1 BGG zur Beschwerde berechtigt.
1.2. Der angefochtene Beschluss schliesst das Strafverfahren nicht ab. Es handelt sich um einen Zwischenentscheid, der nur unter den Voraussetzungen von Art. 92 und 93 BGG angefochten werden kann. Danach ist die Beschwerde insbesondere zulässig, wenn der angefochtene, selbständig eröffnete Zwischenentscheid die Zuständigkeit betrifft (<ref-law>) oder wenn er einen nicht wieder gutzumachenden Nachteil bewirken kann (<ref-law>). Das Bundesgericht hat diese Bestimmungen im Zusammenhang mit der Trennung von Strafverfahren in der Vergangenheit nicht einheitlich ausgelegt.
In einer ersten Reihe von Urteilen verneinte es einen nicht wieder gutzumachenden Nachteil. Es ging davon aus, dass eine getrennte Führung der Verfahren zu Beginn der Hauptverhandlung in Frage gestellt (<ref-law>) und ein negativer Entscheid gemäss <ref-law> auch noch später mit Beschwerde gegen den Endentscheid angefochten werden könne (Urteile 1B_430/2018 vom 17. Januar 2019 E. 1.3; 1B_428/2018 vom 7. November 2018 E. 1.2; 1B_226/2015 vom 20. Januar 2016 E. 1.2; 1B_239/2014 vom 4. Juli 2014 E. 3.2; 1B_402/2013 vom 13. November 2013 E. 2; je mit Hinweisen).
In einer zweiten Reihe von Urteilen bejahte das Bundesgericht einen drohenden, nicht wieder gutzumachenden Nachteil für den Beschuldigten insbesondere wegen der mit der Verfahrenstrennung einhergehenden Einschränkung der Teilnahmerechte. Gleichzeitig liess es offen, ob es sich bei Verfahrenstrennungen nicht ohnehin um Streitigkeiten betreffend die Zuständigkeit handle (Urteile 1B_40/2019 vom 4. März 2019 E. 1.2; 1B_150/2017 vom 4. Oktober 2017 E. 1, in: Pra 2018 Nr. 20 S. 185; 1B_467/2016 vom 16. Mai 2017 E. 1; 1B_124/2016 vom 12. August 2016 E. 1; Urteil 1B_187/2015 vom 6. Oktober 2015 E. 1.5; 1B_86/2015 vom 21. Juli 2015 E. 1.3, in: Pra 2015 Nr. 89 S. 708).
1.3.
1.3.1. Mit Urteil 1B_230/2019 vom 8. Oktober 2019 (publ. in: ZBl 121/2020 S. 573) vereinheitlichte das Bundesgericht diese Rechtsprechung. Danach gibt es gewichtige Argumente, die gegen die generelle Anwendbarkeit von <ref-law> auf Verfahrenstrennungen sprechen, vorab der Umstand, dass sich mit der Verfahrenstrennung allein die Zuständigkeit nicht zwingend ändert. Anders kann es sich verhalten, wenn dies im konkreten Einzelfall ausnahmsweise doch zutrifft (a.a.O. E. 1.4 mit Hinweisen).
1.3.2. Beim drohenden nicht wieder gutzumachenden Nachteil im Sinne von <ref-law> muss es sich im Bereich der Beschwerde in Strafsachen um einen solchen rechtlicher Natur handeln. Nicht wieder gutzumachend bedeutet, dass er auch mit einem für die beschwerdeführende Person günstigen Endentscheid nicht oder nicht vollständig behebbar ist (<ref-ruling> E. 1.2 S. 291 mit Hinweis).
1.3.3. Als grundsätzlich zulässig erachtete das Bundesgericht zum Beispiel Beschwerden gegen Zwischenentscheide über die (Nicht-) Zulassung von Parteien und Parteivertretern zu Befragungen von Mitbeschuldigten; gegen die Nichtzulassung des Verteidigers zu psychiatrischen Explorationsgesprächen mit dem Beschuldigten; gegen diverse Zwischenentscheide betreffend ausreichende Verteidigung; gegen die an die Parteien gerichtete Verweigerung der Akteneinsicht nach der ersten Einvernahme der beschuldigten Person; gegen die Verwendung von Zufallsfunden aus Telefonüberwachungen; sowie, unter gewissen Voraussetzungen, gegen im Vorverfahren gefällte Entscheide über die Verwertbarkeit von Beweismitteln (vgl. die Rechtsprechungsübersicht im Urteil 1B_230/2019 vom 8. Oktober 2019 E. 1.5.2).
1.3.4. Bei der Verfahrenstrennung (bzw. der Verweigerung einer Vereinigung der Strafverfahren gegen mehrere beschuldigte Personen) drohen dem Betroffenen erhebliche prozessuale Rechtsnachteile. Diese ergeben sich daraus, dass er seine Parteirechte im Verfahren gegen die Mitbeschuldigten verliert. Denn es besteht kein gesetzlicher Anspruch auf Teilnahme an den Einvernahmen der anderen beschuldigten Personen und an den weiteren Beweiserhebungen im getrennt geführten Strafverfahren (<ref-law> e contrario; <ref-ruling> E. 1.2.3 S. 176).
1.3.5. Angesichts dieser erheblichen prozessualen Rechtsnachteile und vor dem Hintergrund der in E. 1.3.3 hiervor zitierten Rechtsprechung, die auch dem Gesichtspunkt der Prozessökonomie Rechnung trägt, ist angezeigt, die beschuldigte Person bei Verfahrenstrennungen (bzw. der Verweigerung einer Verfahrensvereinigung) nicht auf die Anfechtbarkeit des Endentscheids zu verweisen, sondern grundsätzlich einen drohenden, nicht wieder gutzumachenden Nachteil zu bejahen (Urteil 1B_230/2019 vom 8. Oktober 2019 E. 1.5.4).
1.4. Ob sich der Verlust der Parteirechte im konkreten Fall für den Betroffenen tatsächlich nachteilig auswirken kann oder ausnahmsweise kein nicht wieder gutzumachender Nachteil droht, ist eine Frage, die sowohl für die Zulässigkeit der Beschwerde als auch für deren Begründetheit von Bedeutung ist. Derartige sogenannt doppelrelevante Tatsachen werden grundsätzlich im Rahmen der Begründetheit geprüft (zum Grundsatz: <ref-ruling> E. 1.4 S. 156; zur Ausnahme: <ref-ruling> E. 1.3 S. 187 f.; je mit Hinweisen). Für die Zulässigkeit reicht aus, wenn sie schlüssig behauptet werden bzw. mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit vorliegen (<ref-ruling> E. 1.4 S. 156; Urteil 6B_1324/2018 vom 22. März 2019 E. 4.3; je mit Hinweisen). Diese Voraussetzung ist im vorliegenden Fall gegeben: Insbesondere hat der Beschwerdeführer in nachvollziehbarer Weise auf den engen zeitlichen, örtlichen und inhaltlichen Zusammenhang der gegen ihn und den Mitbeschuldigten erhobenen Vorwürfe hingewiesen. Die Sachurteilsvoraussetzung von <ref-law> erweist sich damit als erfüllt.
1.5. Die weiteren Sachurteilsvoraussetzungen geben zu keinen Bemerkungen Anlass. Auf die Beschwerde ist somit einzutreten.
2.
2.1. Der Beschwerdeführer rügt eine unrichtige Anwendung von Art. 29 Abs. 1 lit. b und <ref-law>. Er macht geltend, beiden Beschuldigten werde vorgeworfen, dieselbe Person zur Vornahme bzw. Duldung sexueller Handlungen genötigt bzw. dies versucht zu haben. Es liege somit Nebentäterschaft vor, womit <ref-law> anwendbar sei. Selbst wenn dies nicht zuträfe, so seien die beiden Vorwürfe in räumlicher, zeitlicher und beweisrechtlicher Hinsicht derart voneinander abhängig, dass eine gemeinsame Verfahrensführung geboten erscheine. Die Zeiträume, in denen die Taten stattgefunden haben sollen, würden sich überschneiden. Zudem beruhten die Vorwürfe im Wesentlichen auf den Schilderungen der Geschädigten, deren Glaubwürdigkeit in beiden Verfahren einheitlich beurteilt werden müsse. Dasselbe gelte für weitere Sachverhaltsfragen, wie das (Trink-) verhalten und den Zustand der Geschädigten. Es seien widersprüchliche Urteile (im Fall der Beurteilung durch unterschiedliche Richter) bzw. eine unzulässige Vorbefassung (im Fall der Beurteilung durch dieselben Richter) zu verhindern. Zu berücksichtigen sei auch, dass die beiden Beschuldigten ihr Aussageverhalten noch ändern könnten. Sofern von einer sexuellen Belästigung ausgegangen werde, sei schliesslich mittlerweile ohnehin die Verjährung eingetreten.
2.2. Das Obergericht legt dar, es fehle an einem einheitlichen tatbestandsmässigen Erfolg. Es gehe um zwei voneinander losgelöste Lebenssachverhalte mit einem ganz unterschiedlichen Tatvorgehen, weshalb keine Nebentäterschaft vorliege. Die örtliche und zeitliche Nähe sei letztlich dem Zufall geschuldet. Eine Gefahr sich widersprechender Urteile bestehe nicht, selbst wenn bestimmte Beweismittel, die potenziell für beide Sachverhalte von Bedeutung seien, von unterschiedlichen Sachgerichten unterschiedlich gewürdigt werden sollten. Da die Strafuntersuchung gegen den Beschwerdeführer (anders als diejenige gegen den zweiten Beschuldigten) bald zu einem Abschluss gebracht werden solle, erscheine eine Verfahrenstrennung legitim. Es könne deshalb offenbleiben, ob das dem Beschwerdeführer vorgeworfene Verhalten als sexuelle Belästigung, mithin eine Übertretung, zu qualifizieren sei, und damit die Verjährung bevorstehe.
2.3. Straftaten werden gemeinsam verfolgt und beurteilt, wenn Mittäterschaft oder Teilnahme (Anstiftung oder Gehilfenschaft) vorliegt (<ref-law>). Die Staatsanwaltschaft und die Gerichte können aus sachlichen Gründen Strafverfahren trennen oder vereinen (<ref-law>). Der in <ref-law> verankerte Grundsatz der Verfahrenseinheit bezweckt die Verhinderung sich widersprechender Urteile, sei dies bei der Sachverhaltsfeststellung, der rechtlichen Würdigung oder der Strafzumessung. Er gewährleistet somit das Gleichbehandlungsgebot (<ref-law>). Überdies dient er der Prozessökonomie. Eine Verfahrenstrennung ist gemäss <ref-law> nur bei Vorliegen sachlicher Gründe zulässig und muss die Ausnahme bleiben. Die sachlichen Gründe müssen objektiv sein. Die Verfahrenstrennung soll dabei vor allem der Verfahrensbeschleunigung dienen bzw. eine unnötige Verzögerung vermeiden helfen (<ref-ruling> E. 3.2 S. 219; Urteil 1B_553/2018 vom 20. Februar 2019 E. 2.1; je mit Hinweisen).
2.4. Im Begriff der "Mittäterschaft" gemäss <ref-law> ist auch die Nebentäterschaft eingeschlossen (<ref-ruling> E. 3.2 S. 31 mit Hinweisen). Sie liegt vor, wenn verschiedene Personen unabhängig voneinander den Eintritt desselben tatbestandsmässigen Erfolgs bewirken (Urteil 1B_467/2016 vom 16. Mai 2017 E. 4.5 mit Hinweisen). Von demselben tatbestandsmässigen Erfolg lässt sich gestützt auf die vorinstanzlichen Sachverhaltsfeststellungen im hier zu beurteilenden Fall jedoch nicht sprechen. Vielmehr soll die Geschädigte danach gemäss dem Tatvorwurf nicht nur durch unabhängig voneinander handelnde Täter, sondern auch zu unterschiedlichen Zeitpunkten in ihrer sexuellen Integrität verletzt worden sein. Es handelt sich mithin nicht um einen Anwendungsfall von <ref-law>. Dass ein sachlicher Grund gemäss <ref-law> bestünde, der eine Verfahrensvereinigung erforderlich machen würde, ist ebenfalls nicht ersichtlich. Ein solcher besteht namentlich, wenn sich Beteiligte gegenseitig Straftaten vorwerfen, die sie im Rahmen der gleichen Auseinandersetzung begangen haben sollen (<ref-ruling> E. 5.5 S. 34 mit Hinweisen). Der blosse Umstand, dass sich zwei gegen dieselbe Person gerichtete Taten am selben Ort und in derselben Nacht ereignen, reicht dafür nicht. Ebensowenig genügt, dass in beiden Verfahren die Aussagen der Geschädigten auf ihre Glaubhaftigkeit zu prüfen sind. Wenn die Staatsanwaltschaft die Verfahren trennte, weil sich im Laufe der Untersuchung gezeigt habe, dass es sich um zwei voneinander unabhängige Lebenssachverhalte handle, ist dies somit nicht zu beanstanden. Für eine Verfahrenstrennung spricht vor diesem Hintergrund auch das Beschleunigungsgebot, da die Untersuchung gegen den Beschwerdeführer abgeschlossen ist, nicht aber diejenige gegen den zweiten Beschuldigten. Die Kritik des Beschwerdeführers ist somit unbegründet.
3.
Die Beschwerde ist abzuweisen.
Der Beschwerdeführer ersucht um unentgeltliche Prozessführung und Rechtsverbeiständung. Da die gesetzlichen Voraussetzungen erfüllt sind, kann dem Gesuch entsprochen werden (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen.
2.
Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird gutgeheissen.
2.1. Es werden keine Gerichtskosten erhoben.
2.2. Rechtsanwältin Laura Jetzer wird zum unentgeltlichen Rechtsbeistand ernannt und für das bundesgerichtliche Verfahren aus der Bundesgerichtskasse mit Fr. 1'500.-- entschädigt.
3.
Dieses Urteil wird dem Beschwerdeführer, der Staatsanwaltschaft Winterthur/Unterland, B._ und dem Obergericht des Kantons Zürich, III. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 28. Dezember 2020
Im Namen der I. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Chaix
Der Gerichtsschreiber: Dold