Los investigadores han realizado con éxito teletransportación cuántica (la transferencia instantánea de un estado cuántico) a través de más de 30 kilómetros de cable de fibra óptica activo que transporta tráfico regular de Internet. Este avance, publicado en Optica en diciembre de 2024, demuestra un camino hacia la integración de la comunicación cuántica en la infraestructura existente.
Por qué esto es importante
La teletransportación cuántica no se trata de transmitir personas o datos como lo describe la ciencia ficción. Más bien, se trata de transferir el estado de una partícula cuántica. Esto es crucial por varias razones:
- Comunicación segura: Las redes cuánticas ofrecen un cifrado teóricamente irrompible.
- Computación distribuida: La conexión de computadoras cuánticas permite un procesamiento exponencialmente más rápido.
- Detección avanzada: Las mediciones cuánticas precisas pueden revolucionar campos como la medicina y la ciencia de materiales.
La clave es que esto se hizo utilizando líneas de Internet del mundo real, no configuraciones de laboratorio aisladas. Los intentos anteriores se limitaron a entornos controlados o simulaciones.
El desafío de la teletransportación en el mundo real
El principal obstáculo es la decoherencia : la tendencia de los estados cuánticos a colapsar en información clásica debido a la interferencia ambiental. Piense en un estado cuántico delicado como una pieza frágil de información que se destruye fácilmente incluso con perturbaciones leves. Enviar esto a través de un cable de fibra óptica con miles de millones de otras señales (transacciones bancarias, videos, correos electrónicos) es como intentar susurrar en un huracán.
Prem Kumar de la Universidad Northwestern y su equipo superaron esto de la siguiente manera:
- Selección estratégica de longitud de onda: Elegir frecuencias de luz específicas para minimizar la dispersión y la interferencia.
- Restricción de canal: Controlar cuidadosamente la ruta del fotón para reducir interacciones no deseadas.
Como explica Kumar: “Estudiamos cuidadosamente cómo se dispersa la luz y colocamos nuestros fotones en un punto prudente donde se minimiza ese mecanismo de dispersión”.
Cómo funciona (simplificado)
La teletransportación cuántica no implica mover la partícula real. En cambio, aprovecha el entrelazamiento cuántico : una conexión espeluznante entre dos partículas, independientemente de la distancia.
- Se mide el estado de la partícula original, destruyendo la original.
- Esa medición se envía (clásicamente) al extremo receptor.
- La partícula asociada entrelazada se fuerza entonces al mismo estado.
Este no es un viaje más rápido que la luz; La información todavía viaja a la velocidad de la luz. Sin embargo, permite una transferencia de estado segura e instantánea.
El futuro de las redes cuánticas
Este experimento es un paso importante hacia una Internet cuántica. La implicación es que no necesitamos reformar la infraestructura existente para construir redes cuánticas. Las comunicaciones cuánticas y clásicas pueden coexistir en las mismas líneas de fibra si las longitudes de onda se gestionan correctamente.
“Muchas personas han asumido durante mucho tiempo que nadie construiría infraestructura especializada para enviar partículas de luz. Si elegimos las longitudes de onda correctamente, no tendremos que construir nueva infraestructura. Las comunicaciones clásicas y las comunicaciones cuánticas pueden coexistir”. –Prem Kumar
Esto hace que una Internet cuántica práctica sea mucho más alcanzable, acelerando el desarrollo de tecnologías que dependen de la conectividad cuántica. La investigación sugiere que la Internet cuántica ya no es un sueño lejano sino una realidad que se acerca rápidamente.
