Primera teleportaci¨®n entre luz y materia

De la ficci¨®n cient¨ªfica a la realidad. ?se es el camino que est¨¢ recorriendo a paso largo en los ¨²ltimos a?os la teleportaci¨®n cu¨¢ntica, el traspaso de propiedades f¨ªsicas (el color, la velocidad, la polarizaci¨®n) entre elementos distantes entre s¨ª. Primero se demostr¨® entre fotones, luego entre ¨¢tomos y ahora se ha demostrado por primera vez entre fotones y ¨¢tomos, es decir, entre luz y materia. El trabajo es fruto de la colaboraci¨®n entre el grupo de Ignacio Cirac (Instituto Max Planck de ?ptica Cu¨¢ntica en Alemania) y el de Eugene Polzik (Instituto Niels Bohr en Dinamarca). "Conseguimos teleportar el estado cu¨¢ntico de hasta 500 fotones a varios billones de ¨¢tomos", explica Cirac desde Alemania. "Hasta ahora se han realizado varios experimentos en los que se han teleportado propiedades de objetos. Los primeros hacia 1997 y se teletransport¨® el estado de un fot¨®n (de luz) a otro que estaba a unos metros. M¨¢s tarde se hizo a mayores distancias, llegando a varios kil¨®metros. El a?o pasado se hizo por primera vez con materia: se teletransport¨® el estado de un ¨¢tomo a otro, que estaba a 10 micras de distancia".

"En nuestro experimento", contin¨²a Cirac, "hacemos tres cosas nuevas: primero, teletransportar las propiedades de un objeto a otro de distinta naturaleza, esto es, de luz a materia; segundo, hay un n¨²mero muy grande (billones) de ¨¢tomos implicados, y, tercero, la distancia es de medio metro".

En su trabajo, publicado en Nature, Polzik y Cirac agradecen la colaboraci¨®n del Instituto de Ciencias Fot¨®nicas (Icfo) de Barcelona, donde germin¨® la idea del experimento. Su director, Lluis Torner, comenta: "El experimento demuestra por primera vez la teleportaci¨®n cu¨¢ntica entre fotones que transportan informaci¨®n y memorias cu¨¢nticas que la conservan moment¨¢neamente en nubes de ¨¢tomos ultrafr¨ªos. Constituye un avance clave para la implementaci¨®n de prototipos de redes cu¨¢nticas, que necesitan repetidores separados entre s¨ª. Cirac es uno de los l¨ªderes mundiales en redes cu¨¢nticas, y Polzik lo es en las memorias". En el Icfo se sigue una l¨ªnea similar de investigaci¨®n, a cargo de Juergen Eschner, para conseguir crear un estado entrelazado cu¨¢nticamente de dos ¨¢tomos individuales separados m¨¢s de un metro. En el mismo sentido que Torner comenta Cirac: "El teletransporte entre ¨¢tomos y luz es una herramienta muy importante si queremos realizar comunicaci¨®n cu¨¢ntica a largas distancias. Hasta ahora se puede hacer hasta unos 100 kil¨®metros y la mejor forma de llegar a distancias mayores ser¨ªa usando repetidores cu¨¢nticos basados en este experimento".

El experimento se basa en la creaci¨®n de un estado de entrelazamiento entre un rayo de luz l¨¢ser y ¨¢tomos de cesio, en presencia de un campo magn¨¦tico. Lo que se transmite son las propiedades de un pulso de luz l¨¢ser m¨¢s d¨¦bil que el primero desde su origen al conjunto de ¨¢tomos.

Otros especialistas -Mikhail Lukin y Matthew Eisaman- recuerdan en la misma revista que la teleportaci¨®n es un elemento clave en los sistemas de criptograf¨ªa cu¨¢ntica y en la computaci¨®n cu¨¢ntica tolerante a fallos, elementos todos ellos de los futuros sistemas cu¨¢nticos de informaci¨®n. Aunque se?alan que falta bastante para hacer pr¨¢cticos estos sistemas, alaban el trabajo: "Demuestra tanto nueva f¨ªsica espectacular como un grado excepcional de control cu¨¢ntico sobre la luz y la materia", dicen.