Logran romper el récord de teleportación cuántica al enviar información a más de 100 kilómetros

El sistema utilizado implica la transferencia y posterior reconstrucción de la información codificada en la luz. Es decir, no se podría hacer un teletransporte de personas al estilo de la Ciencia Ficción

Investigadores de Estados Unidos han «teletransportado» o transferido información cuántica con partículas de luz a más de 100 kilómetros de fibra óptica, cuatro veces más lejos que el récord anterior.

El experimento del National Institute of Standards and Technology (NIST) confirma que la comunicación cuántica es factible a través de largas distancias en fibra. Otros grupos de investigación han teletransportado información cuántica en distancias más largas en el espacio libre, pero la posibilidad de hacerlo a través de líneas de fibra óptica convencionales ofrece una mayor flexibilidad para el diseño de la red.
No es Ciencia Ficción

Desde el NIST se advierte que este experimento no debe confundirse con la teletransportación de personas al estilo Star Trek. La teleportación cuántica implica la transferencia, o reconstrucción remota, de información codificada en los estados cuánticos de materia o luz.

La teleportación es útil tanto en comunicaciones como en computación cuántica, que ofrecen perspectivas de nuevas capacidades como el cifrado irrompible y descifrar avanzado de códigos, respectivamente. El método básico para la teletransportación cuántica fue propuesto por primera vez hace más de 20 años.

El nuevo registro, que se describe en «Optica», implicó la transferencia de información cuántica contenida en un solo fotón a otro fotón transmitido a más de 102 kilómetros de fibra en un laboratorio NIST en Colorado.

"Sólo alrededor del uno por ciento de los fotones hacen todo el camino a través de 100 kilómetros de fibra", dice el investigador del proyecto Marty Stevens. "Nosotros nunca podríamos haber hecho este experimento sin nuevos detectores de un solo fotón, que pueden medir esta señal muy débil".
Quieren crear una «internet cuántica»

Hasta ahora, se perdían tantos datos cuánticos en fibra que las velocidades de transmisión y distancias eran bajas. La nueva técnica de teletransporte podría ser utilizado para hacer que los dispositivos llamados repetidores cuánticos podrían reenviar datos periódicamente con el fin de extender el alcance de la red, tal vez con el tiempo suficiente para construir una «internet cuántica».

Varios estados cuánticos pueden ser usados Para transportar información; el experimento del NIST utiliza estados cuánticos que indican cuando en una secuencia de intervalos de tiempo llega un solo fotón. El método de teletransporte es novedoso en que cuatro detectores de fotones del NIST se posicionan para filtrar los estados cuánticos específicos.

Los detectores se basan en nanocables superconductores hechos de siliciuro de molibdeno. Pueden grabar más del 80 por ciento de los fotones que llegan, revelando si están en el mismo o diferentes intervalos de tiempo de tan solo 1 nanosegundo. Los experimentos se realizaron a longitudes de onda comúnmente usadas en las telecomunicaciones.




Fuentes: ABC.ES Lea Más

Logran, por primera vez, integrar la teleportación cuántica en un chip de silicio

Se trata de un paso fundamental para la futura construcción de ordenadores cuánticos ultrarrápidos
Logran, por primera vez, integrar la teleportación cuántica en un chip de silicio.

CENTRE FOR QUANTUM PHOTONICS AT THE UNIVERSITY OF BRISTOL
El experimento de teleportación cuántica de 2013, sobre una superficie de 4,2 x 1,5 metros, con más de 500 espejos e instrumentos ópticos de precisión para guiar los haces de laser.

Un equipo internacional de investigadores de las Universidades de Bristol, Tokyo, Southampton y NTT Device Technology Laboratories han conseguido, por primera vez, integrar con éxito en un chip fotónico los circuitos básicos de la teleportación cuántica, reduciendo así a unos pocos milímetros un proceso que hasta ahora necesitaba varios metros cuadrados de complejas maquinarias. El avance, publicado en Nature Photonics, allana el camino hacia el desarrollo de ordenadores cuánticos miles de veces más potentes que los actuales.

Los bits cuánticos (qubits) son la versión cuántica de los bits actuales (los ceros y unos del sistema binario) y constituyen la base de los fututos ordenadores cuánticos. Los fotones son las partículas fundamentales de las que se compone la luz y son, por ahora, la forma más prometedora de implementar qubits. Pero para conseguirlo, una de las tareas fundamentales a las que se enfrentan los investigadores es la de controlar y hacer viable la teleportación cuántica, el mecanismo que permite transferir qubits de un fotón a otro.

Actualmente, los experimentos convencionales de teleportación cuántica necesitan de grandes laboratorios llenos de cientos de instrumentos ópticos que deben estar cuidadosamente alineados, muy lejos aún de la escala necesaria para implementar la tecnología, por ejemplo, en un ordenador portátil.

En 2013, el profesor Furusawa y sus colegas lograron llevar a cabo un experimento perfecto de teleportación cuántica, aunque para ello necesitaron cubrir varios metros cuadrados de instrumentos científicos de precisión.

Pero la investigación llevada a cabo en la Universidad de Bristol y digigida por Jeremy OŽBrien ha conseguido lo que parecía imposible: implementar todos los circuitos necesarios en un microchip de silicio de apenas unos milímetros y demostrar, por primera vez, la teleportación cuántica en una escala adecuada y que permitiría ser utilizada en un ordenador de tamaño razonable. De esta forma, los investigadores han dado un paso significativo para el desarrollo de los ordenadores cuánticos.

A pesar de los continuos avances en las tecnologías de construcción de ordendores convencionales, su rendimiento está, hoy por hoy, llegando al límite de lo que permiten las leyes de la Física. Sin embargo, los principios que rigen la mecánica cuántica sí que permitirían cruzar esa barrera y construir ordenadores cuánticos ultrarápidos y sistemas de comunicación ultraseguros, mucho más allá de las tecnologías actuales.

Y, precisamente, uno de los pasos más importantes para conseguir ese objetivo es el de desarrollar tecnologías que permitan transferir señales, por medio de bits cuánticos, entre fotones desde un emisor hasta un receptor lejano. O lo que es lo mismo, tecnologías que permitan utilizar de manera eficaz la teleportación cuántica. Por eso, haber logrado implementar la teleportación en un microchip es un paso de gigante para la futura aplicación práctica de las nuevas tecnologías cuánticas.

Para Jeremy OŽBrien, «ser capaces de replicar un circuito óptico que normalmente requiere una habitación entera, en un chip fotónico es un logro tremendamente importante. De hecho, hemos reducido más de diez mil veces el tamaño necesario para implementar un sistema óptico muy complejo».

Fuentes: ABC.ES Lea Más