Récord de teletransportación de información

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  Científicos de la NASA lograron teletransportar información sobre el estado cuántico de un fotón, una partícula de luz, 25 kilómetros de fibra óptica hasta un banco de memoria en cristal.

El récord anterior en la fibra óptica era de 6 kilómetros. Este fenómeno complejo de teletransportación cuántica podría tener implicaciones para la criptografía, que consiste en la transmisión de información de forma segura, incluidas las comunicaciones entre la Tierra y las naves espaciales.

“Podemos imprimir el estado de un sistema en otro sistema, incluso cuando los dos están muy separados,” dijo Francesco Marsili, ingeniero de microdispositivos del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena. “El uso de este efecto en las comunicaciones podría ayudar a la construcción de una red de comunicaciones espaciales intrínsecamente segura, es decir, canales de comunicación que no pueden ser hackeados”.

Marsili y sus colegas del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), desarrollan dispositivos que pueden detectar las partículas individuales de luz, llamados fotones desarrollados.

“Es difícil de detectar un único fotón, por lo que se necesita para hacer un detector sensible”, dijo. “Aquí en el JPL, en colaboración con el NIST, hemos desarrollado el detector más sensible en el mundo”.

FUNCIONAMIENTO. ¿Cómo funciona la teleportación cuántica?, es complicado, pero una analogía para el principio en que se sustenta puede ayudar: Digamos que hay dos personas, Alice y Bob. Alice quiere que Bob tenga un fotón que esté en el mismo estado que su fotón, que llamaremos fotón P. En aras de esta analogía, vamos a pretender que el estado es un color, y el fotón P es amarillo. Una tercera persona llamada Charlie envía dos fotones entrelazados, fotón A a Alice y fotón B a Bob, que se comportan como si fueran parte de un mismo todo.

Los dos fotones P, que es de color amarillo, y A, que es de color azul, chocan y se mide como los fotones se aniquilan entre sí. Aunque P y A son destruidos en el accidente, se conserva el color amarillo de P. Debido a que los fotones A y B están entrelazados y así el color amarillo es teletransportado a B. Pero con el fin de hacer que el fotón B se convierta en amarillo, como el fotón P era originalmente, Alicia necesita enviar a Bob dos bits de información a B mediante la manera clásica -por ejemplo, mediante el envío de pulsos de luz a través de una fibra óptica.

“Cuando Alice mide el estado de su fotón, los fotones de Bob cambian de estado también, como si se activara un interruptor”, dijo Marsili. Pero Bob no puede saberlo a menos que Alice le envíe los bits de información clásica. Bob no sabe que su fotón cambió a amarillo sin esa información adicional.

El teletransporte cuántico no significa que alguien puede saltar de Nueva York a San Francisco instantáneamente, pero parece ciencia ficción en el sentido de que el estado de una partícula (fotón P) se destruye en un solo lugar, pero se reproduce en otro sistema remoto (fotón B ) sin que las dos partículas hayan interactuado nunca.

Otra pieza fundamental de esta historia es que Bob tiene un cristal específico, que sirve como un banco de memoria, para almacenar su fotón entrelazado y servir como destinatario del estado cuántico.

Los investigadores llegaron a la distancia récord de 25 kilómetros entre Alice y Bob gracias a los detectores ultrasensibles desarrollados por el JPL y el NIST. “Llegar a esta distancia no habría sido posible sin esos detectores”, dijo Félix Bussières en la Universidad de Ginebra, autor principal del estudio.

El teletransporte cuántico se puede utilizar para hacer que sistemas como cuentas bancarias sean más seguras a través de distancias más largas. Esto también es importante para la prevención de los ataques a los canales de comunicación en el espacio.

“Si te estás comunicando con sus astronautas en Marte, debes impedir que los hackers rompan el canal codificado y les den información falsa”, dijo Marsili.