La demostración del fenómeno de teletransportación cuántica sobre cables de fibra óptica es un gran paso hacia el desarrollo de redes masivas de Internet cuántica: el avance permitiría operar sobre las mismas fibras ópticas empleadas para las tecnologías convencionales.
Científicos e ingenieros de la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, han demostrado con éxito la teletransportación cuántica a través de un cable de fibra óptica que ya transporta tráfico de Internet, introduciendo la nueva posibilidad de combinar la comunicación cuántica con los cables de Internet ya existentes. El hallazgo, vital para el desarrollo de la Internet cuántica, se publica en la revista Optica.
La innovación simplifica en gran medida la infraestructura necesaria para las tecnologías de detección avanzadas o aplicaciones de computación cuántica, además de permitir la coexistencia de puntos de enlace de Internet cuántica y flujo convencional de datos sobre las mismas redes. “Esto es increíblemente emocionante, porque nadie pensó que fuera posible. Nuestro trabajo muestra un camino hacia redes cuánticas y clásicas de próxima generación que comparten una infraestructura unificada de fibra óptica”, indicó en una nota de prensa el científico Prem Kumar, uno de los autores del estudio.
Casi sin límites
La teletransportación cuántica tiene como único límite la velocidad de la luz: permite una nueva forma ultrarrápida y segura de compartir información entre usuarios de redes distantes, sin requerir una transmisión directa. El proceso aprovecha un fenómeno conocido como entrelazamiento cuántico, en el cual dos partículas están siempre unidas, sin importar la distancia entre ellas.
Las partículas no viajan físicamente para entregar información, sino que están “enredadas” o entrelazadas para intercambian información a grandes distancias, pero sin transportar físicamente los datos. Gracias a esta condición, la velocidad del intercambio de información en la Internet cuántica es mucho mayor.
¿Cómo se llegó a este hallazgo? Los especialistas realizaron estudios en profundidad sobre cómo la luz se dispersa dentro de los cables de fibra óptica, encontrando una longitud de onda de luz menos concurrida para colocar los fotones que hacen posible el interncambio cuántico. “Estudiamos cuidadosamente cómo se dispersa la luz y colocamos nuestros fotones en un punto exacto donde se minimiza la dispersión”, agregó Kumar en el comunicado.
Coexistencia de ambas tecnologías
Los investigadores confirmaron que podían realizar una comunicación cuántica sin interferencia de los canales clásicos, que están presentes simultáneamente. En consecuencia, no se requeriría de una infraestructura especializada para desplegar redes de Internet cuántica, ganando tiempo y reduciendo costes.
Para probar el nuevo método, el equipo científico instaló un cable de fibra óptica de 30 kilómetros de largo con un fotón en cada extremo. A continuación, enviaron en forma simultánea información cuántica y tráfico de Internet de alta velocidad a través de este cable. Al medir la calidad de la información cuántica en el extremo receptor, confirmaron que los datos se habían transmitido con éxito.
“La teletransportación cuántica tiene la capacidad de proporcionar conectividad cuántica de forma segura entre nodos geográficamente distantes. Sin embargo, se ha asumido que nadie construiría infraestructura especializada para enviar partículas de luz. Ahora, hemos demostrado que al seleccionar las longitudes de onda correctas no será necesario construir una nueva infraestructura. Las comunicaciones clásicas y las cuánticas pueden coexistir”, concluyó Kumar.
Referencia
Quantum teleportation coexisting with classical communications in optical fiber. Jordan M. Thomas et al. Optica (202). DOI:https://doi.org/10.1364/OPTICA.540362
