Un grupo de científicos alemanes logró la teletransportación cuántica, algo que hasta ahora era imposible y cuyos experimentos habían fallado. De esta manera, enviaron información entre dos dispositivos emires de luz mediante fibra óptica.
Este hito no solo ratifica teorías cuánticas revolucionarias, sino que abre la puerta a una nueva era en comunicaciones seguras y computación cuántica.
¿Qué es la teletransportación cuántica y por qué es imposible?
La teletransportación cuántica no implica mover objetos físicos como en las películas, sino transferir el estado cuántico de una partícula a otra distante, sin enviar la partícula misma. Esto se basa en el fenómeno del entrelazamiento cuántico, donde dos partículas están conectadas de forma que el cambio en una afecta instantáneamente a la otra, sin importar la distancia.
Hasta ahora, este proceso se consideraba “imposible” en redes reales porque requería longitudes de onda de luz incompatibles con las fibras ópticas estándar de internet, que operan en torno a los 1.550 nanómetros.
Cualquier intento previo generaba pérdidas masivas de señal o ruido que destruía la información cuántica. Pero los investigadores han roto esta barrera, logrando una fidelidad del 72,1%. Es decir, que está por encima del umbral del 66,7% que confirma una teletransportación genuina, no solo una copia clásica.
Cómo lograron la teletransportación: así fue el experimento
El equipo utilizó puntos cuánticos de semiconductor —dispositivos diminutos fabricados con técnicas de chips electrónicos— como fuentes de luz independientes en dos cámaras ultrafrías a -267 °C y siguieron estos pasos:
- Generación de la información: un punto cuántico produce un fotón (partícula de luz) que lleva el estado cuántico a teletransportar.
- Creación del entrelazamiento: otro punto cuántico genera un par de fotones entrelazados.
- Conversión de frecuencia: para compatibilizar con las fibras ópticas, dos convertidores de frecuencia ajustan la longitud de onda a 1515 nanómetros, preservando la información cuántica mediante interferencia cuántica.
- Medición y transferencia: se mide el fotón original junto con uno del par entrelazado, transfiriendo instantáneamente el estado al fotón distante y destruyendo el original.
- Detección precisa: seis detectores ultrasensibles capturan los fotones con un 85% de precisión, aplicando filtros temporales en ventanas de 70 picosegundos para seleccionar eventos exitosos (ocurren a tasas de mil ihertz, o unas pocas veces por hora).
Los desafíos superados incluyeron el ruido por desfasado espectral (reducido al 30% de interferencia sin filtros), tiempos de decaimiento limitados (techo del 59%) y ruido multifotónico de las conversiones. Modelos computacionales predicen mejoras hasta el 85% o 99% con equipo optimizado.
Este método usa tecnología de internet existente, como cables de fibra óptica, eliminando la necesidad de infraestructuras nuevas y permitiendo distancias de hasta escala urbana, según explicaron en el estudio publicado en Nature Communications.
¿Cuál es la importancia de este descubrimiento para la ciencia?
Este avance en teletransportación cuántica con internet transforma varios campos:
- Redes cuánticas: permite nodos cuánticos conectados por ciudades sin cables especializados, facilitando la “teletransportación rutinaria” entre memorias cuánticas y procesadores remotos.
- Criptografía cuántica: mejora la seguridad en comunicaciones, ya que cualquier espionaje colapsaría el entrelazamiento, detectando intrusiones al instante.
- Computación cuántica distribuida: facilita que procesadores en ubicaciones separadas colaboren, escalando la potencia computacional.
- Futuro de las telecomunicaciones: combina física cuántica con fibra óptica existente, potencialmente revolucionando el internet con capas cuánticas seguras.