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El teletransportación cuántica se logró con una precisión del 90% en una distancia de 44 km.
Los científicos están a punto de hacer posible una Internet cuántica súper segura y súper rápida: ahora han podido «teletransportar» información cuántica de alta fidelidad a una distancia total de 44 kilómetros.
Geralt / Pixabay
Tanto la fidelidad de los datos como la distancia de transferencia son cruciales cuando se trata de construir una Internet cuántica real y funcional, y hacer progresos en cualquiera de estas áreas es motivo de celebración para los que construyen nuestra red de comunicaciones de próxima generación.
En este caso, el equipo logró un nivel de fidelidad (precisión de los datos) superior al 90% con su información cuántica, además de enviarla a través de extensas redes de fibra óptica similares a las que forman la columna vertebral de nuestra Internet actual.
«Estamos encantados con estos resultados», dice el físico Panagiotis Spentzouris, del laboratorio de física de partículas y aceleradores del Fermilab, con sede en el Instituto Tecnológico de California (Caltech).
«Este es un logro clave en el camino hacia la construcción de una tecnología que redefinirá la forma en que llevamos a cabo la comunicación global».
La tecnología cuántica de Internet utiliza qubits; partículas no medidas que permanecen suspendidas en una mezcla de posibles estados como el de girar los dados aún por asentar.
Los qubits que se introducen entre sí tienen sus identidades «enredadas» de forma que se hacen obvias una vez que se miden finalmente. Imagina estos qubits enredados como un par de dados, mientras que cada uno puede aterrizar en cualquier número, ambos están garantizados para sumar a siete sin importar cuán separados estén. Los datos en un lugar reflejan instantáneamente los datos en otro.
Mediante una inteligente disposición de tres qubits enredados, es posible forzar el estado de una partícula para adoptar la «tirada de dados» de otra a través de su pareja mutuamente enredada. En la tierra cuántica, esto es tan bueno como convertir una partícula en otra, teletransportando su identidad a través de una distancia en un parpadeo.
Sin embargo, el enredo aún debe establecerse al principio, y luego mantenerse mientras los qubits son enviados a su destino final a través de fibras ópticas (o satélites).
Sin embargo, la naturaleza inestable y delicada de la información cuántica hace que sea difícil emitir fotones enredados a largas distancias sin interferencias. Fibras ópticas más largas simplemente significan más oportunidades para que el ruido interfiera con los estados enredados.
En total, las longitudes de fibra utilizadas para canalizar cada codo se añadieron a 44 kilómetros, estableciendo un nuevo límite a la distancia que podemos enviar los codos enmarañados y aún así utilizarlos con éxito para teletransportar la información cuántica.
Nunca antes se había demostrado que funcionara a tan larga distancia con tanta precisión, y acerca a la realidad una red cuántica del tamaño de una ciudad, aunque todavía quedan años de trabajo por delante para hacerlo posible.
«Con esta demostración estamos empezando a sentar las bases para la construcción de una red cuántica metropolitana del área de Chicago», dice Spentzouris.
El entrelazamiento cuántico y el teletransporte de datos es una ciencia compleja, y ni siquiera los expertos entienden completamente cómo podría usarse en última instancia en una red cuántica. Sin embargo, cada prueba de concepto como esta que obtenemos nos acerca un poco más a la realización de dicha red.
Además de prometer enormes incrementos en la velocidad y la potencia de cálculo, una Internet cuántica sería ultra segura. Cualquier intento de pirateo sería tan bueno como destruir la cerradura que se está abriendo. Al menos por ahora, los científicos creen que las redes de internet cuántica actuarán como extensiones especializadas de la internet clásica, más que como un reemplazo completo.
Los investigadores están abordando los problemas de la Internet cuántica desde todos los ángulos diferentes, por lo que verán una variedad de distancias mencionadas en los estudios – no todos están midiendo la misma tecnología, usando el mismo equipo, para probar los mismos estándares.
Lo que hace especial a este estudio es la precisión y la distancia de la teletransportación del entrelazamiento cuántico, así como el equipo «off the shelf» utilizado – teóricamente debería ser relativamente fácil ampliar esta tecnología utilizando el hardware que ya tenemos en su lugar.
«Estamos muy orgullosos de haber logrado este hito en los sistemas de teletransportación cuántica sostenibles, de alto rendimiento y escalables», dice la física Maria Spiropulu, de Caltech.
«Los resultados se mejorarán aún más con las actualizaciones del sistema que esperamos completar para el segundo trimestre de 2021».
La investigación ha sido publicada en PRX Quantum.
