Cada día, la ciencia nos demuestra nuevamente que las posibilidades teóricas siempre pueden demostrarse experimentalmente. Esta vez, la primera teletransportación cuántica se obtuvo por investigadores de China y Austria. Este estudio fue publicado en la revista Physical Review Letters.
El experimento significa un paso importante hacia el futuro internet cuántico, ya que los sistemas cuánticos de alta dimensión pueden transportar mayores cantidades de información que los cúbits.
En su estudio, los investigadores teleportaron el estado cuántico de un fotón a otro distante. La información cuántica que se transmite se llama cúbit y es el análogo cuántico del bit. Es decir, un cúbit, como un bit, contiene la información de dos estados distintos, por ejemplo con valores ‘0’ o ‘1’.
Sin embargo, los científicos lograron teletransportar un estado de tres niveles, el llamado cútrit. En la física cuántica es posible que ‘0’, ‘1’ sean ambos simultáneamente o, incluso, algo intermedio. A diferencia de la informática clásica. El equipo ha demostrado en la práctica una tercera posibilidad: ‘2’.
Cómo hicieron la primera teletransportación cuántica
Desde los años 90 se sabe que la teletransportación cuántica multidimensional es teóricamente posible. Sin embargo, los científicos tuvieron que diseñar un método experimental para realizar este experimento.
El estado cuántico que será teleportado se codifica en los posibles caminos que puede tomar un fotón. Se puede imaginar estos caminos como tres fibras ópticas. En la física cuántica un solo fotón también puede ser localizado en las tres fibras ópticas al mismo tiempo.
Para teletransportar este estado cuántico tridimensional, los investigadores usaron el concepto de los estados de Bell. El método se basa en un divisor de haz multipuerto, que dirige los fotones a través de varias entradas y salidas y conecta todas las fibras ópticas entre sí. A través de una selección de ciertos patrones de interferencia, la información cuántica se puede transferir a otro fotón lejos del fotón de entrada, sin que los dos interactúen físicamente.
El concepto experimental no se limita a tres dimensiones, sino que puede extenderse a cualquier número de dimensiones, subraya Manuel Erhard, uno de los autores del estudio.
Aplicaciones prácticas
«Este resultado podría ayudar a conectar los ordenadores cuánticos con capacidades de información más allá de los cúbits», dijo Anton Zeilinger, físico cuántico de la Academia Austriaca de Ciencias y de la Universidad de Viena, sobre el potencial innovador del nuevo método.
Los investigadores chinos también ven grandes oportunidades en la teletransportación cuántica multidimensional. «El cimiento de los sistemas de redes cuánticas de próxima generación se basa en nuestra investigación fundacional actual», afirmó Jian-Wei Pan, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China.
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