Teletransportación: Científicos logran la teletransportación cuántica con patrones de luz
Los científicos han teletransportado un patrón de luz por primera vez, lo que supone un importante paso en las comunicaciones cuánticas. Este experimento prueba que la información se puede enviar por métodos más rápidos de los conocidos hasta ahora y “representa el primer paso hacia una red cuántica para estados de alta dimensión”, de acuerdo a un artículo publicado en Nature Communications por los científicos responsables de este hito.
La teletransportación cuántica tiene el potencial de transformar la manera en la que nos comunicamos. Lo que daría paso a comunicaciones seguras y a un nuevo tipo de internet donde los hackers no tendrían nada que hacer.
¿Qué es la teletransportación cuántica?
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La teletransformación cuántica funciona usando el principio cuántico de “entrelazamiento”, que significa que dos partículas se pueden unir sin importar el espacio físico que las separe. El estado cuántico puede ser el giro, la posición o la polarización de la partícula. Esta cualidad es compartida entre las dos partículas entrelazadas.
Se utiliza una combinación de comunicación clásica y entrelazamiento para compartir información sobre un estado cuántico entre el transmisor y el receptor. Las dos partículas están entrelazadas, luego se envían lejos una de la otra, pero la información puede ser compartida entre ambas.
Los progresos en la teletransportación cuántica han permitido realizar experimentos a una distancia de entre 500 y 1.400 km, entre la Tierra y un satélite. Sin embargo, en los intentos que se han realizado hasta ahora, la información cuántica compartida tiene sólo estados bidimensionales, por ejemplo sólo arriba y abajo. Lo que limita la capacidad de información compartida.
Momento angular orbital
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Los investigadores han sido capaces de usar calidades de dimensiones mayores. Lo que se llama el momento angular orbital (OAM en sus siglas en inglés) de un fotón. El OAM de los fotones ofrece infinitas posibilidades, lo que significa que se puede enviar más información de una sola vez.
“El momento angular orbital nos permite codificar muchísima información en un fotón. Así se puede encapsular la información de manera muy densa”, aseguró el profesor Jonathan Leach, de la Universidad Herriot-Watt, y coautor del experimento.
Los problemas surgen cuando se intenta mantener el OAM en el mismo estado durante largas distancias. Los científicos han encontrado una manera de “amplificar” la señal, por lo que se mantiene la información. A esto le han llamado repetidor cuántico. Funciona al crear nuevos pares de fotones entrelazados que nunca lo habían estado antes. Se trata de un estado que los investigadores definen como intercambio de entrelazamientos. En definitiva, consiste en poner una serie de repetidores entre el transmisor y el receptor, cada uno de los cuales crea nuevos pares de fotones entrelazados.
“El intercambio de entrelazamientos puede ser empleado para generar una correlación cuántica remota entre partículas que no han interactuado. Esta es la esencia de un repetidor cuántico, algo similar a los repetidores de las conexiones de fibra óptica”, explicaron los científicos responsables del experimento. Ello permite compartir información entre distancias más grandes sin que sea necesario que la información fluya de forma física por el enlace. El experimento supone un paso más hacia el objetivo de crear una red de comunicación cuántica.
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