Los Científicos Chinos Acaban De Establecer El Récord Para La Teletransportación Cuántica Más Lejana

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Los científicos chinos acaban de romper un récord en teletransportación. Enviaron el estado cuántico de un fotón desde el suelo en el tíbet a un satélite en órbita, a 870 millas (1.400 kilómetros) sobre la superficie de la tierra.

Los científicos chinos acaban de romper un récord en teletransportación. No, no han enviado a nadie a una nave espacial. Más bien, enviaron un paquete de información desde el Tíbet a un satélite en órbita, hasta 870 millas (1,400 kilómetros) sobre la superficie de la Tierra.

Más específicamente, los científicos emitieron en órbita el estado cuántico de un fotón (información sobre cómo está polarizado).

El equipo no solo estableció un récord para la distancia de teletransportación cuántica, sino que también demostró que se puede construir un sistema práctico para las comunicaciones cuánticas de larga distancia. Tal sistema de comunicación sería imposible de escuchar sin alertar a los usuarios, lo que haría las comunicaciones en línea mucho más seguras.

Experimentos como este se han hecho antes, pero Howard Wiseman, director del Centro de Dinámica Cuántica en la Universidad de Griffith en Brisbane, Australia, le dijo a WordsSideKick.com en un correo electrónico que éste amplía las posibilidades de la tecnología. [A 10 fanáticos de Star Trek de Futuristic Technologies les encantaría ver]

"Esto es mucho más difícil, porque es un objetivo que se mueve rápidamente, y tienes tus detectores cuánticos en el espacio donde tienen que trabajar sin que nadie juegue con ellos", dijo. "Es un gran paso hacia la comunicación cuántica a escala global".

Pares espeluznantes

El experimento aprovecha uno de varios fenómenos que describen la mecánica cuántica: el enredo o "acción espeluznante a distancia", como lo llamó Albert Einstein. Cuando dos partículas están enredadas, permanecen conectadas, de modo que una acción realizada en una afecta también a la otra, sin importar qué tan separadas estén las dos. En la misma línea, cuando uno mide el estado de una partícula en el dúo enredado, automáticamente conocerá el estado de la segunda. Los físicos llaman a los estados "correlacionados", porque si una partícula (un fotón, por ejemplo) está en un estado "ascendente", su pareja enredada estará en un estado "descendente" - una especie de imagen espejo. (Estrictamente hablando, hay cuatro combinaciones posibles para que estén las dos partículas).

La parte extraña es que una vez que se mide el estado de la primera partícula, la segunda de alguna manera "sabe" en qué estado debería estar. La información parece viajar instantáneamente, sin un límite de velocidad de la luz. [8 maneras en que puedes ver la teoría de la relatividad de Einstein en la vida real]

Información de teletransportación

En junio, los mismos investigadores informaron otra hazaña en la teletransportación cuántica: enviaron fotones enredados desde el satélite Micius a dos estaciones terrestres en distancias entre 994 millas y 1,490 millas (1,600 y 2,400 km), dependiendo de la ubicación del satélite en su órbita. Si bien este experimento demostró que el entrelazamiento puede ocurrir en largas distancias, el nuevo experimento utiliza ese entrelazamiento para transmitir el estado cuántico de un fotón a una ubicación distante.

En su último experimento, el equipo chino, dirigido por Ji-Gang Ren en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shanghai, disparó un láser desde una estación terrestre en el Tíbet a un satélite en órbita. Ese rayo láser llevaba un fotón enredado con otro fotón en el suelo. Luego enredaron el fotón en el suelo con un tercer fotón y midieron sus estados cuánticos. Pero los científicos en realidad no revelaron los estados mismos. Solo preguntaron si sus estados (en este caso, sus polarizaciones verticales u horizontales) eran iguales o diferentes. Hay cuatro combinaciones posibles: vertical-vertical, vertical-horizontal, horizontal-vertical y horizontal-horizontal. Dado que los estados de las partículas en el suelo se correlacionaron con el del satélite, un observador que mira el fotón del satélite, por su parte, sabría que ese fotón debe estar en uno de los cuatro estados posibles que se correlacionan con los dos fotones en el suelo.

Si hubiera una persona que viajaba en el satélite, una vez que se les dijera que los estados de los fotones basados ​​en tierra eran iguales o diferentes, sabrían lo suficiente como para poder reconstruir el estado de los fotones basados ​​en tierra y duplicarlo. Su único fotón a bordo. Los fotones en el suelo habrían tenido su estado cuántico teletransportado a la órbita.

Si bien parece que la información viaja más rápido que la luz, no hay forma de usar esta propiedad como un sistema de mensajería instantánea. Esto se debe a que, aunque los estados de las partículas enmarañadas están correlacionados, no puedes saber qué son antes de medirlos, ni puedes controlar el estado.

Pero lo que pueden hacer las partículas enredadas es actuar como autenticadores perfectos para los mensajes. La razón es que el acto de observar una partícula cambia su comportamiento. Si un intruso intentara interceptar la transmisión entre el satélite y el suelo en este experimento reciente, los estados cuánticos de los fotones (medidos por los científicos) no se correlacionarían correctamente.

El equipo chino logró hacer un trabajo de enredo en distancias de 310 millas (500 km) a 870 millas (1,400 km), la distancia máxima al satélite. Esto está más lejos de lo que nadie haya logrado enviar estados enredados. Los fotones enredados no pueden interactuar con ninguna otra cosa en el camino hacia su destino, porque una vez que lo hacen, sus estados han sido "observados", revelados por la interacción.Por lo tanto, la teleportación no funciona si se observan los fotones antes de que lleguen a su destino. Cuando los científicos realizan experimentos como este, no solo envían fotones individuales, uno a la vez; para obtener las medidas que desean, necesitan enviar muchas de ellas. De acuerdo con el estudio, incluso en el vacío del espacio, de los millones de fotones enviados, el satélite solo pudo recibir de manera confiable 911 de ellos. [Infografía: Cómo funciona el entrelazamiento cuántico]

Si estos mismos fotones se enviaran a través de cables de fibra óptica, en lugar de a través del espacio, la conexión entre los fotones se destruiría por la interferencia de factores como el calor y la vibración, o incluso las interacciones aleatorias con el cable. Como tal, podría tomar 380 mil millones de años para obtener una medida de un fotón enredado. Un satélite, por otro lado, está fuera de la atmósfera, y hay muchas menos posibilidades de que el fotón enredado se eche a perder.

"Con la fibra, se pierden muchos de los fotones", dijo Bill Munro, científico investigador principal del laboratorio de investigación básica de NTT, en una entrevista con WordsSideKick.com. Transmitir fotones a órbita significa que podría construir un sistema de comunicaciones real. "Se podría transmitir desde China a Washington o Nueva York". El problema de reducir la interferencia con las señales y obtener más fotones, dijo Munro, es un problema técnico y de ingeniería que puede resolverse.

Tanto Munro como Wiseman notaron que a menudo la gente piensa que la teletransportación se mueve como un objeto real (o un fotón) de un lugar a otro. "La gente tiene este enfoque de 'Star Trek'", dijo Munro. "Piensan que los átomos se teletransportan. Lo que estamos moviendo es información de un bit [cuántico] a otro bit [cuántico]. No hay información, solo información. Es difícil entenderlo".

El estudio apareció en el ArXiv el 4 de julio.

Publicado originalmente en WordsSideKick.com.


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