Se realizó la primera muestra de teletransportación cuántica Copiar al portapapeles

La palabra “teletransportación” nos puede hacer pensar en relatos de ciencia ficción como Star Trek. Aunque la posibilidad de tecnologías como la que se muestra en esta serie de ficción están todavía muy lejos de la realidad, se evalúan las posibilidades a nivel cuántico.

Un grupo de ingenieros de la Universidad del Noroeste en Chicago hizo la primera demostración de esta tecnología. Se realizó con cable de fibra óptica con un servicio de internet que mantenía tráfico activo.

La teletransportación en un mundo que quiere comunicarse cada vez más rápido

Las posibilidades tecnológicas que ofrece la computación cuántica tienen como una de sus grandes limitaciones a la infraestructura. Para funcionar requiere nueva infraestructura que difícilmente se construiría a gran escala. 

Esto llevó al grupo de ingenieros de la Universidad del Noroeste a explorar las posibilidades de realizar comunicación cuántica con los cables de internet que ya existen actualmente. Los resultados se publicaron en la revista científica Optica.

“Esto es increíblemente emocionante porque nadie pensó que era posible”, declara en un comunicado Prem Kumar. Él es Director del Centro de Comunicación Fotónica y Computación en la Universidad del Noroeste y dirigió el estudio.

“Nuestro trabajo muestra un camino hacia las redes cuánticas y clásicas de próxima generación que comparten una infraestructura unificada de fibra óptica. Básicamente, abre la puerta para empujar las comunicaciones cuánticas al siguiente nivel”, celebra el investigador.

Para realizar la teletransportación cuántica se tomó como punto de partida el entrelazamiento cuántico. Con esta técnica se vincula a dos partículas, independientemente de la distancia que las separa.

En vez de usar partículas que se desplazan físicamente, las partículas entrelazadas intercambian información a través de grandes distancias. Así se elimina la necesidad del movimiento físico.

El único límite para este tipo de tecnología es la velocidad de la luz. Se elimina la necesidad de transmisiones directas. Además, el intercambio de información es ultra veloz y seguro entre usuarios de redes distantes.

Kumar explica que esta tecnología de comunicación óptica se basa en convertir señales en luz. “Mientras que las señales convencionales para comunicaciones clásicas comprenden típicamente millones de partículas de luz, la información cuántica utiliza fotones individuales”, describe el especialista.

Jordan M. Thomas, quien es candidato a doctorado en el laboratorio de Kumar y aparece como primer firmante del estudio, explica que se realiza una medición destructiva en dos fotones. Uno de ellos lleva un estado cuántico y el otro está entrelazado con otro fotón. El resultado es que el estado cuántico se transfiere al tercer fotón, que puede ubicarse muy lejos.

“El fotón en sí no tiene que ser enviado a largas distancias, pero su estado termina codificado en el fotón distante. La teletransportación permite el intercambio de información a grandes distancias sin necesidad de que la propia información viaje esa distancia”, detalla Thomas.

Resolviendo un reto de tráfico

Antes de la prueba realizada en la Universidad del Noroeste muchos investigadores discutían si la teletransportación cuántica sería posible con cables de comunicaciones clásicas. Los fotones entrelazados podrían atascarse entre los millones de otras partículas de luz. Esto podría compararse con un  indefenso ciclista que intenta avanzar en un túnel repleto de camiones de carga a gran velocidad.

La solución que encontraron Kumar y sus colaboradores fue usar una longitud de onda especial con menos tráfico. Ahí colocaron a los fotones. Además, agregaron filtros especiales para reducir el tráfico regular de internet.

Kumar menciona que él y su equipo estudiaron cuidadosamente la dispersión de la luz para encontrar un punto donde se minimizara y colocar ahí a los fotones. 

Para la prueba se utilizó un cable de fibra óptica de 30 kilómetros de largo. En cada punta se colocó un fotón. Después se envió información a través de internet de alta velocidad mientras se enviaba información cuántica.

Para finalizar, se midió la calidad de la información cuántica que se recibió durante el protocolo de teletransportación. También se hicieron mediciones cuánticas a mitad del camino. Los investigadores confirmaron que la información se transmitió de forma correcta a pesar de haber atravesado una red de internet con alto tráfico.

“Aunque muchos grupos han investigado la coexistencia de comunicaciones cuánticas y clásicas en fibra, este trabajo es el primero en mostrar teletransportación cuántica en este nuevo escenario”, celebra Thomas.

El siguiente paso será probar esta tecnología a mayor distancia. Además, el grupo de Kumar considera hacer pruebas con un par de fotones entrelazados, en vez de fotones individuales. Esto para demostrar el entrelazamiento, lo que representaría un nuevo hito para las aplicaciones cuánticas.

Por ahora las pruebas se han hecho en laboratorio. Sin embargo, para demostrar la efectividad de este método se quiere probar en cables ópticos de internet en el mundo real.

Aún estamos muy lejos de ver la teletransportación de una persona como en las series de ciencia ficción. Sin embargo, la posibilidad de enviar información de forma simultánea con infraestructura que ya existe representa un logro tecnológico que podría cambiar por completo nuestras vidas.