Física

Finalmente Logran la Teletransportación Cuántica

La teletransportación de la información de alta fidelidad alcanzó un 90% de precisión sobre una distancia de 44 kilómetros.

Los científicos están acercándose para lograr una súper-rápida y súper-segura posible Internet cuántica: ellos ahora han sido capaces de ‘teletransportar’ información cuántica de alta fidelidad sobre una distancia total de 44 kilómetros (27 millas).

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 avanzar en cualquiera de estas áreas es motivo de celebración para quienes están construyendo nuestra red de comunicaciones de la próxima generación.

En este caso, el equipo logró un nivel de fidelidad (precisión de datos) superior al 90 por ciento 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 existente.

«Estamos encantados con estos resultados», dice el físico Panagiotis Spentzouris, del laboratorio de aceleración y física de partículas ‘Fermilab’, con sede en el Instituto de Tecnología de California (Caltech).

«Este es un logro clave en el camino hacia la construcción de una tecnología que redefinirá la forma en que realizamos la comunicación global».
La tecnología de Internet cuántica utiliza qubits; partículas no medidas que permanecen suspendidas en una mezcla de estados posibles, como dados giratorios, que aún no se han asentado.

Los qubits que se presentan unos a otros tienen sus identidades «entrelazadas» de maneras que se vuelven obvias una vez que finalmente se miden. Imagínese estos qubits entrelazados como un par de dados: si bien cada uno puede aterrizar en cualquier número, ambos están garantizados para sumar siete sin importar qué tan lejos estén. Los datos de una ubicación reflejan instantáneamente los datos de otra.

Mediante la disposición inteligente de entrelazar tres qubits, es posible forzar el estado de una partícula a adoptar el ‘lanzamiento de dados’ de otra a través de su pareja mutuamente entrelazada. En la tierra cuántica, esto es tan bueno como convertir una partícula en otra, teletransportando su identidad a una distancia en un abrir y cerrar de ojos.

Sin embargo, el entrelazamiento aún debe establecerse al principio y luego mantenerse a medida que los qubits se envían a su destino final a través de fibras ópticas (o satélites).

Sin embargo, la naturaleza delicada e inestable de la información cuántica hace que sea complicado transmitir fotones entrelazados a largas distancias sin interferencias. Las fibras ópticas más largas simplemente significan más oportunidades para que el ruido interfiera con los estados entrelazados.

En total, las longitudes de fibra utilizadas para canalizar cada codo se sumaron a 44 kilómetros, estableciendo un nuevo límite a la distancia a la que podemos enviar qubits entrelazados y seguir utilizándolos con éxito para teletransportar información cuántica.
Nunca se ha demostrado que funcione a una distancia tan larga con tanta precisión, y acerca una red cuántica del tamaño de una ciudad a la realidad, 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 en el área de Chicago», dice Spentzouris.

El entrelazamiento Cuántico, así como los datos de teletransporte es una ciencia compleja, y ni siquiera los expertos entienden completamente cómo en última instancia, podría ser utilizado en una red cuántica. Sin embargo, cada prueba de concepto como esta que obtenemos nos acerca un poco más a hacer realidad dicha red.

Además de prometer enormes aumentos en la velocidad y el poder computacional, una Internet cuántica sería ultra segura: cualquier intento de piratería sería tan bueno como destruir la cerradura que se está abriendo. Por ahora, al menos, los científicos creen que las redes cuánticas de Internet actuarán como extensiones especializadas de la Internet clásica, en lugar de un reemplazo completo.

Los investigadores están abordando los problemas de Internet cuántico desde todos los ángulos diferentes, por lo que verá una variedad de distancias mencionadas en los estudios: no todos miden la misma tecnología, usan el mismo equipo, para probar los mismos estándares.

Lo que hace que este estudio sea especial es la precisión y la distancia de la teletransportación por entrelazamiento cuántico, así como el equipo ‘listo para usar’ utilizado; en teoría, debería ser relativamente fácil escalar esta tecnología utilizando el hardware que ya tenemos instalado.

«Estamos muy orgullosos de haber logrado este hito en sistemas de teletransportación cuántica escalables de alto rendimiento y sostenibles», dice la física María Spiropulu, de Caltech.

«Los resultados mejorarán aún más con las actualizaciones del sistema que esperamos completar para el segundo trimestre del 2021».

 

Fuente: Science Alert / David Nield

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