Barcelona, 19 abr (EFE).- Científicos del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona han logrado demostrar teleportación cuántica entre un fotón y un qubit de estado sólido a través de una distancia de un kilómetro, utilizando memorias cuánticas multiplexadas.

La teleportación cuántica es una técnica que permite enviar información cuántica entre dos objetos distantes, un emisor y un receptor, utilizando un fenómeno llamado entrelazamiento cuántico como recurso.

La característica única de este proceso es que la información no se transmite mandando bits cuánticos (qubits) a través de un canal de comunicación que conecte a las dos partes, sino que la información se destruye en un lugar y aparece en el otro sin viajar físicamente entre los dos, un sorprendente fenómeno que sólo ocurre gracias al entrelazamiento cuántico y junto con la transmisión de lo que hoy se conoce como bits clásicos.

El avance del ICFO, que publica la revista ‘Nature Communications’, supone un paso más para acercar la comunicación cuántica a las redes actuales de comunicación, ya que la teleportación cuántica permitiría la transferencia de bits cuánticos entre nodos de la red y extender las comunicaciones ultra-seguras a distancias muy largas.

La teleportación cuántica fue propuesta teóricamente a principios de los años 90 y varios grupos de todo el mundo han hecho experimentos, pero aún no han resuelto cómo teleportar información de manera práctica, permitiendo una comunicación cuántica confiable y rápida a través de una red extensa.

Ahora, los investigadores del ICFO Darío Lago-Rivera, Jelena V. Rakonjac y Samuele Grandi, dirigidos por Hugues de Riedmatten, han logrado la teleportación a larga distancia de información cuántica de un fotón a un qubit de estado sólido, es decir, un fotón almacenado en una memoria cuántica multiplexada.

Según los investigadores, la arquitectura del experimento propuesto ha demostrado ser compatible con los canales de telecomunicaciones y, por tanto, permitiría la futura integración y escalabilidad para la comunicación cuántica de larga distancia.

Los investigadores construyeron dos estaciones experimentales, que en la jerga de la comunidad suelen llamarse ‘Alice’ y ‘Bob’, y las conectaron por fibra óptica de kilómetro enrollada en un carrete, para emular una distancia física entre las partes.

En ‘Alice’, el equipo usó un cristal especial para crear dos fotones entrelazados, uno de ellos compatible con la infraestructura de telecomunicaciones y el otro fotón “lo almacenamos en una memoria cuántica de estado sólido multiplexada, manteniéndolo en la memoria para su procesamiento futuro”, ha detallado Dario Lago.

Al mismo tiempo, enviaron uno de los fotones a través del kilómetro de fibra óptica para llegar a la segunda estación experimental, la Bob, donde los científicos habían creado un tercer fotón y habían codificado el bit cuántico que querían teleportar.

Así, según Dario Lago y Jelena Rakonjac, “fuimos capaces de transferir información entre dos fotones que nunca antes estuvieron en contacto, pero conectados a través de un tercer fotón que sí estaba entrelazado con el primero”.

“La singularidad de este experimento radica en que empleamos una memoria cuántica multiplexada capaz de almacenar el primer fotón durante el tiempo suficiente para que, cuando el primer dispositivo, ‘Alice’, supiera que la interacción había ocurrido, todavía pudiéramos procesar la información teleportada tal y como lo describe el protocolo”, han detallado.

El experimento hecho por este grupo en el año 2021, cuando lograron por primera vez entrelazar dos memorias cuánticas multimodales separadas por 10 metros y anunciadas por un fotón en la longitud de onda de las telecomunicaciones, ha sido el precursor de este nuevo avance.

Hugues de Riedmatten ha resaltado que “la teleportación cuántica será crucial para permitir la comunicación a larga distancia de alta calidad para el Internet cuántico del futuro”.

“Nuestro objetivo es implementar la teleportación cuántica en redes cada vez más complejas y hacer que nuestros nodos cuánticos sean compatibles con la red de telecomunicaciones para implementarlo en la red de fibra instalada”, ha concluido Riedmatten.

Los investigadores del ICFO están ahora mejorando la tecnología para extender esta configuración a distancias mucho más largas manteniendo la eficiencia y las tasas de teleportación y avanzar para establecer un futuro Internet cuántico que podrá distribuir y procesar información cuántica entre partes remotas. EFE

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Fuente: La Vanguardia, España.