Logran comunicación en red cuántica

Con poderosos pulsos láser extraen la información cuántica de una nube de átomos en la forma de un solo fotón para entonces transmitirlo a través de una fibra óptica normal, antes de que su estado cuántico fuera transferido a una segunda nube atómica.

Un truco para la transferencia de información cuántica de los átomos a los fotones y a la inversa se podría utilizar para crear redes impenetrables de comunicación global y computadoras que trabajen a velocidades asombrosas, de acuerdo a la revista New Scientist.

Dos grupos de investigación, uno conducido por Mikail Lukin de la Universidad de Harvard y el segundo dirigido por Alex Kuzmich del Instituto de tecnología de Georgia, ambos en los Estados Unidos, demostraron la hazaña usando métodos similares.

Ambos equipos emplearon poderosos pulsos láser para extraer la información cuántica de una nube de átomos en la forma de un solo fotón. El fotón entonces fue transmitido a través de una fibra óptica normal antes de que su estado cuántico fuera transferido a una segunda nube atómica.

La creación de puentes de comunicaciones entre estas «memorias cuánticas» en las nubes de átomos es crucial en redes complejas de mecanismos que explotan fenómeno cuánticos, tales como el entrelazamiento y superposición.

Las redes cuánticas son extremadamente sensibles a la interferencia, pero conllevan una gran promesa para las comunicaciones y computación seguras y superveloces.

«Para mí esto es un paso adelante e importante,» dice Bill Munro, experto en comunicaciones cuánticas de el laboratorio de investigación Hewlett Packard en Bristol, Reino Unido.

«Conseguir la luz coherente en una memoria y volverla a meter es la clave», afirma.

Nube de rubidio

En ambos experimentos, rayos láser de gran potencia fueron utilizados para excitar una nube de átomos de rubidio para generar un solo fotón que llevaba el estado cuántico de los átomos excitados.

El fotón individual entonces fue transmitido a lo largo de un cable de fibra óptica de cerca de 100 metros de largo a otra nube de rubidio.

Allí, el estado cuántico fue transferido usando otros intensos pulsos láser.

Matthew Eisaman, miembro del equipo de Harvard, dice que el paso crucial está en la filtración del fotón individual mediante varios pulsos láser.

Su equipo manejó esto usando cristales para separar los fotones basados en su polaridad, reflectividad y absorción.

La técnica podía conducir al desarrollo de canales de comunicaciones interurbanos óptico-cuánticos.

Éstos prometen una impecable privacidad, porque cualquier tentativa en escuchar detrás de las puertas alterará la naturaleza cuántica de la información enviada.

Actualmente, los fotones que llevan información cuántica pueden viajar solamente 10 kilómetros a través de cables de fibra óptica antes de deteriorarse.

Pero un «repetidor cuántico» capaz de almacenar la información de un fotón antes de retransmitirla, se podía utilizar para transmitir a distancias mucho mayores.

Miles de millones de cálculos

Munro dice que la técnica se podría también emplear para construir una computadora cuántica, pasando la información a partir de una porción de la memoria de la máquina a otra.

Las partículas cuánticas pueden existir en más de un estado simultáneamente, significando que las computadoras cuánticas deben, en teoría, poder realizar miles de millones de cálculos simultáneamente.

Sin embargo, ambos equipos de investigación advierten que otros refinamientos deberán ser hechos antes de que sus experimentos se puedan utilizar para propósitos prácticos.

Eisaman dice que es necesario aumentar el tiempo que la información cuántica se pueda almacenar en las nubes de átomos de millonésimas a milésimas de segundo.

Solamente entonces, asegura, será posible utilizar esta tecnología a voluntad en las comunicaciones.

Kuzmich, del instituto de tecnología de Georgia, asegura que los experimentos son «un paso importante hacia redes distribuidas cuánticas», pero agrega: «Tomará muchos pasos”.

Fuente: El Universal