Hace unos meses un grupo de investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Castelldefels (Barcelona) logró algo asombroso: teletransportó un fotón a un cúbit de estado sólido que estaba situado a una distancia de 1 km. Expresado de esta manera para ciencia ficción, pero no lo es. Es solo ciencia. Ciencia de vanguardia. Los fotones son las partículas elementales responsables de las formas de radiación electromagnética, incluida la manifestación de la luz visible. No tienen masa y son capaces de viajar en el vacío a una velocidad constante: la velocidad de la luz.
No obstante, algo que merece la pena que no pasemos por alto es que aunque estamos refiriéndonos a ellos como partículas también se manifiestan como ondas, de ahí la existencia del fenómeno cuántico conocido como 'dualidad onda-partícula' para identificar la naturaleza ondulatoria de la luz. Por otro lado, un cúbit es la unidad mínima de información con la que puede trabajar un ordenador cuántico. Lo sorprendente es que los cúbits, además de su concepción lógica, tienen entidad física, por lo que la denominación cúbit también identifica al dispositivo diseñado para interactuar con otros cúbits y llevar a cabo operaciones lógicas.
Curiosamente, hay varios tipos de cúbits: superconductores, trampas de iones, semiconductores, átomos neutros o iones implantados en macromoléculas, entre otras variantes. No todos ellos son igual de complejos, y algunos de ellos, los semiconductores, ya se pueden fabricar de manera industrial. Este breve repaso conceptual nos va a resultar útil para entender con la máxima precisión posible en qué ha consistido el experimento que han llevado a cabo los investigadores del ICFO y cuáles son sus implicaciones. Ahí va un pequeño espóiler: sobre el papel tiene la capacidad de revolucionar nuestras tecnologías de transferencia de información.
Un logro sin precedentes que nos invita a mirar hacia las redes cuánticas con optimismo
Antes de seguir adelante nos interesa repasar un concepto más que es inusualmente exótico e interesante: el entrelazamiento cuántico. Este fenómeno no tiene un equivalente en la física clásica, y consiste en que el estado de los sistemas cuánticos involucrados, que pueden ser dos o más, es el mismo. Esto significa que estos objetos, en realidad, forman parte de un mismo sistema, incluso aunque estén separados físicamente. De hecho, la distancia no importa.
Los investigadores del ICFO han recurrido a dos fotones entrelazados para transportar la información de manera instantánea
Si dos partículas, objetos o sistemas están entrelazados mediante este fenómeno cuántico, cuando midamos las propiedades físicas de uno de ellos estaremos condicionando instantáneamente las propiedades físicas del otro sistema con el que está entrelazado. Incluso aunque esté en la otra punta del Universo. Suena a ciencia ficción, es verdad, pero por muy extraño y sorprendente que nos parezca este fenómeno se ha comprobado empíricamente. De hecho, es, junto a la superposición de estados, uno de los principios fundamentales de la computación cuántica.
Volvamos al experimento que han llevado a cabo los científicos del ICFO. Como os he anticipado en las primeras líneas de este artículo, lo que han conseguido es enviar un fotón de forma instantánea a un cúbit físico. Lo realmente importante de este fenómeno es que el fotón contiene información. De hecho, estos investigadores han recurrido a dos fotones entrelazados para transportar la información de manera instantánea, y una vez que la información está disponible en su destino la han almacenado en unas memorias con unas características muy especiales conocidas como 'memorias cuánticas multiplexadas'.
Una de las consecuencias que se desprenden de este experimento es que demuestra que es posible transferir información cuántica de una forma eficiente y a largas distancias. Se trata de un requisito imprescindible para llevar a buen puerto las futuras redes cuánticas. Además, y esto también es muy importante, estos investigadores han utilizado en su experimento un enlace de fibra óptica para transferir uno de los fotones entrelazados al destino, lo que demuestra que es posible emplear la actual infraestructura de fibra óptica para sostener las futuras redes cuánticas.
En definitiva, este experimento nos invita a otear con un optimismo saludable un futuro en el que será posible transferir de forma esencialmente instantánea y segura grandes volúmenes de información a larga distancia. Suena bien, ¿verdad?
Imagen | ICFO
Más información | ECO News
En Xataka | Los ordenadores cuánticos prometen. La auténtica revolución llegará con una internet cuántica que ya viene
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antoneo
Ha sido leer el artículo y no poder evitar acordarme del Ansible de Ender.
Este tipo de comunicaciones cuánticas es el futuro para la exploración espacial y si las pruebas lo confirman, más de una agencia lo querrá.
Las agencias militares también lo querrán por ser una comunicación instantánea que nunca se puede piratear ni escuchar, es imposible en su concepción.
Los usuarios de a pie somos los que menos nos beneficiamos a priori porque no nos da ninguna ventaja.
Tradicionalmente
Grandes!! Enhorabuena!!
Gracias por el artículo.
jorsus
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Hace unos meses un grupo de investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Castelldefels (Barcelona) logró algo asombroso: teletransportó un fotón a un cúbit de estado sólido que estaba situado a una distancia de 1 km.
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¿Donde esta lo asombroso cuando los Chinos hace años que lo han conseguido hacer a cientos de kilómetros?
Y la noticia la leí aqui mismo, en Xataka.
Así que repito.
¿Donde esta lo asombroso?
¿En ser los decimos en el mundo que lo consiguen?
rogerpuig
Sin ser para nada un experto, creo que lo de transmisión instantánea de información es un poco engañoso pues previamente (y así se ha hecho en este experimento) hay que trasladar al lugar de destino una de las partículas o sistemas que se hallan entrelazados pues el entrelazamuento es un fenómeno local (no puedes entrelazar dos partículas situadas en extremos opuestos del universo sin invertir el tiempo impuesto por la velocidad de la luz).
chuskipituski
Sin tener ni idea, sin profundizar en nada:
Creo que no es posible que la información viaje más rápido que la luz.
Juan Carlos, por favor, te considero alguien que sabe de estos temas, dónde está el "truco"?
mendez.gaston
Pero, que hacemos si las siguientes criticas son validas?
Críticas respecto de algunas desigualdades tipo Bell
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Esencialmente, la invalidez de estas desigualdades tipo Bell (teorema de Bell, estados CHSH y estados GHZ) y en ello su irrelevancia empírica, radica en:
1) Una injustificada/tendenciosa identificación entre equiprobabilidad y localidad EPR:
Bell, pretende identificar localidad EPR a una distribución estadística equiprobable (para estos casos angularmente equiprobable). Ergo: sintéticamente, pretende comparar una distribución estadística angularmente equiprobable con una distribución estadística angularmente no-equiprobable. Justo, en aquellos ángulos, donde dicha disimilitud sea superior. Básicamente: identificar localidad EPR (mecánica clásica) a una distribución estadística equiprobable y no-localidad EPR (mecánica cuántica) a una distribución estadística no-equiprobable. Cuando. La distribución estadística equiprobable elegida por Bell ni siquiera alcanza a representar el [2% de los resultados experimentales de Stern–Gerlach (fuertes)/polarizadores lineales anidados (se consideren entrelazados o no)]. Y en ello, conformando una especie de espantapájaros fácil de superar.
En conclusión: se parte de, al menos, un razonamiento no-sólido, mismo que, por si solo torna a estos métodos en inválidos.
2) El erróneo uso de herramientas matemáticas incapaces de comparar las distribuciones de Bell (1):
Por si (1) no fuese suficientemente invalidante. Se pretende introducirlo en estos métodos, mediante herramientas matemáticas no-aptas para tal comparación (debido al diferencial entre distribuciones estadísticas). Usando para ello: diagramas de Venn, sistema de ecuaciones/inecuaciones, ecuación/inecuación algebraica, etc. que, para ser internamente consistentes deben representar distribuciones estadísticas no-disimiles.
En conclusión: estos métodos resultan inválidos – por ser razonamiento-paralógicos/falaces –, por emplear herramientas matemáticas diseñadas para representar exclusivamente correlaciones, en nuestro caso geométricas/estadísticas, con una (distribución geométrica equiprobables/distribución estadística equiprobable) como siendo capaces de incluir cualquier (distribución geométrica no-equiprobables/distribución estadística no-equiprobable).
Finalmente: si mal no he entendido estos métodos, por sí solo, (1) los torna en inválidos. Obviamente, dicha invalidez, deviene siendo indiferente de si se necesita de variables ocultas (locales EPR o no-locales ERP) o no, para dar cuenta de estos resultados experimentales. Y en ello, vuelve experimentalmente-irrelevante a estas experimentales violaciones de desigualdades tipo Bell. Ergo: en ellas, no se está comprobando experimentalmente la existencia de entrelazamiento cuántico de estados y/o de la no-realidad EPR.
sanamarcar
Habia leido que redes de comunicación entrelazadas cuanticas ya existian, entiendo que aqui lo han hecho sin soporte fisico... lo curioso es que si hay algo lo sacaremos. De todas formas seria util emplear mas dinero en genes y sus estudio. Cosas mas de aquí y sencillas.
palamos2000
los emisores receptores son de grafeno no?
Usuario desactivado
No estoy seguro de que los ordenadores cuánticos vayan a revolucionar el sector como lo fue la computación y actualmente la IA. Y como todo cada paso que damos cuesta más darlo. Solo hay que ver la física, el conocimiento es cada vez más difícil, abstracto y su usabilidad si existe es para casos muy específicos. Lamentablemente esto frena el avance científico. No obstante la cuántica será brutal para algoritmos √n . Y para criptografía, las comunicaciones serán mucho mejores y más estables para distancias ultra largas. Seguro que tendra más nichos que explorar. Me parece que apartir de ahora todos los avances revolucionarán si es que lo hacen unos cuantos ámbitos. Pero no como antes que era más extensivo.
enmadrid
Sí son antenas de grafeno, pues sí.