Dise?ada una red cu¨¢ntica, donde los mensajes son indescifrables

Un equipo de la Universidad de Innsbruck, del que es miembro principal el espa?ol Ignacio Cirac, ha elaborado un esquema de c¨®mo podr¨ªa ser una red de comunicaci¨®n que aproveche los fen¨®menos cu¨¢nticos que se producen a escala at¨®mica y funcione con equipos ya disponibles y a temperatura ambiente. Estas redes ser¨ªan mucho m¨¢s eficientes que las actuales y adem¨¢s har¨ªan absolutamente indescifrable la informaci¨®n que por ellas circulase.

Cirac, conocido internacionalmente por su labor en el ¨¢reade la computaci¨®n y comunicaci¨®n cu¨¢nticas, coment¨® ayer desde su despacho en Innsbruck que este trabajo hecho junto con Peter Zoller y los investigadores L-M Duan (chino) y M. D Lukin (ruso) le parece uno de los m¨¢s importantes que ha hecho en su vida. Sin embargo, en la conversaci¨®n telef¨®nica resalta que se trata de un trabajo te¨®rico de investigaci¨®n b¨¢sica y que la red de comunicaci¨®n tardar¨¢ en ser una realidad 10 o 15 a?os.

Tampoco descarta que tenga otras aplicaciones m¨¢s importantes que ahora no se pueden ni imaginar, al igual que pas¨® con la f¨ªsica nuclear, el l¨¢ser o el transistor en sus primeros tiempos. 'Este ¨¢rea de la comunicaci¨®n y computaci¨®n cu¨¢nticas est¨¢ empezando, estamos preparando el terreno para las aplicaciones, que en algunos casos pueden tardar 30 o 40 a?os', coment¨®.

Las ventajas de utilizar las bases de la mec¨¢nica cu¨¢ntica -cuyos efectos s¨®lo aparecen en el mundo microsc¨®pico- en comunicaci¨®n y computaci¨®n son importantes. 'Se puede hacer en un segundo el mismo n¨²mero de c¨¢lculos que har¨ªan todos los ordenadores existentes de aqu¨ª a dentro de 100 a?os', explica Cirac, y, adem¨¢s, la informaci¨®n generada y comunicada ser¨ªa indescifrable. Es un ¨¢rea de moda en el que ha mostrado gran inter¨¦s el estamento militar y al que Estados Unidos, concretamente, est¨¢ dedicando mucho dinero en los ¨²ltimos a?os. La posibilidad de transmitir informaci¨®n que nadie pueda descifrar ha espoleado el inter¨¦s.

La novedad que presenta la red que han dise?ado Cirac y su equipo, y que se publica hoy en la revista Nature, es que est¨¢ compuesta por elementos ya disponibles en los laboratorios, funciona a temperatura ambiente y se basa en el comportamiento colectivo de los ¨¢tomos, el mismo principio del condensado de Bose Einstein, sujeto del ¨²ltimo premio Nobel de f¨ªsica.

Temperatura ambiente

En algunas propuestas anteriores hechas por otros cient¨ªficos, comenta Cirac, se utilizaban sistemas microsc¨®picos, de pocos ¨¢tomos, dif¨ªciles de llevar a la pr¨¢ctica y que funcionaban a temperaturas muy bajas. Hac¨ªa falta, por ejemplo, aislar un s¨®lo ¨¢tomo en el espacio, hacerlo interaccionar con luz de l¨¢ser y luego detectar la luz del l¨¢ser con detectores muy precisos que funcionan a temperaturas pr¨®ximas al cero absoluto.

'Nuestro dise?o funcionar¨ªa a gran distancia con un mont¨®n de ¨¢tomos, a temperatura ambiente y con detectores que ya se pueden adquirir porque se han desarrollado experimentalmente', explica Cirac. El m¨¦todo para transmitir los estados cu¨¢nticos a distancia se basa, como es habitual en este ¨¢rea, en conseguir el entrelazamiento de los ¨¢tomos, un mecanismo cu¨¢ntico que establece una relaci¨®n entre las caracter¨ªsticas de ¨¢tomos distintos, y en conseguir mantener este entrelazamiento a lo largo de la red. El propio Cirac reconoce que el m¨¦todo utilizado, que permite el teletransporte o teleportaci¨®n de estados cu¨¢nticos, es algo muy dif¨ªcil de explicar, pero que presenta la originalidad de que se basa en los efectos colectivos en los ¨¢tomos, cuando estos en ciertas situaciones deciden comportarse de cierta manera.

?Y c¨®mo ser¨ªa una red de comunicaci¨®n cu¨¢ntica en el futuro? En principio, una red experimental no ser¨ªa muy distinta, en lo que se refiere al canal f¨ªsico, de las actuales de fibra ¨®ptica, ya que se utilizar¨ªa este tipo de canal fot¨®nico, por el que se transmite luz.

El emisor ser¨ªa una peque?a mesa con celdas de ¨¢tomos de cesio, por ejemplo, que ceder¨ªan la informaci¨®n al ser excitados por l¨¢ser acoplado a la fibra ¨®ptica. Entre el emisor y el receptor (que ser¨ªa un montaje similar) habr¨ªa repetidores, tambi¨¦n como en las actuales redes de fibra ¨®ptica, aunque basados en la mec¨¢nica cu¨¢ntica. Estos repetidores son parte fundamental del esquema. Este modelo experimental tiene por delante un largo camino de ingenieria hasta convertirse en algo comercializable.