El teletransporte de informaci¨®n rompe el r¨¦cord en Canarias

El teletransporte es ya una realidad. No es el teletransporte o teleportaci¨®n habitual en la ciencia ficci¨®n, cuando la gente viaja meti¨¦ndose en un habit¨¢culo para aparecer al momento, tal cual, en otro situado en otro mundo o en otra nave espacial. El teletransporte que ya dominan los cient¨ªficos poco tiene que ver con ese lejano sue?o (si es que fuera posible), sino que es teletransporte cu¨¢ntico. Pero no deja de ser fascinante y, seguramente, muy ¨²til en el futuro. Se trata de transmitir un estado cu¨¢ntico de unas part¨ªculas, normalmente, fotones de luz, entre dos puntos que, en principio, pueden estar tan lejos como se desee. Y ese estado cu¨¢ntico es informaci¨®n.

De momento, la lejan¨ªa alcanzada con el teletransporte cu¨¢ntico ha sido de 143 kilometros y se trata de todo un r¨¦cord batido en un experimento recientemente realizado entre dos islas canarias (La Palma y Tenerife), que ha superado los 97 kil¨®metros logrados este verano en un ensayo en China. El objetivo es lograr esta nueva forma de comunicaci¨®n pero v¨ªa sat¨¦lite, por lo que el r¨¦cord de distancia supone un hito importante hacia el dominio de la tecnolog¨ªa con artefactos en ¨®rbita y, por tanto, de gran alcance.

La gracia del teletransporte cu¨¢ntico es que la informaci¨®n no se transmite materialmente, no es una se?al que viaja, sino que sencillamente un fot¨®n conoce el estado de otro gracias a un fen¨®meno denominado entrelazamiento entre ambos, por muy lejos que este uno de otro. Ese conocimiento es la informaci¨®n. Los cient¨ªficos quieren aprovecharlo, por ejemplo, en los revolucionarios ordenadores cu¨¢nticos del futuro, en un igualmente futurible Internet cu¨¢ntico o, algo mucho m¨¢s cercano, para encriptar informaci¨®n que resulte imposible de interceptar por extra?os indeseados sin ser descubiertos.

¡°Es dif¨ªcil de explicar con precisi¨®n el entrelazamiento, pero imagine dos part¨ªculas atadas con una cuerda: si tira de una ver¨¢ que la otra se mueve hacia un lado. El entrelazamiento cu¨¢ntico es una propiedad de la F¨ªsica Cu¨¢ntica que permite hacer algo parecido ?pero sin cuerda! Cuando dos part¨ªculas poseen ese entrelazamiento cu¨¢ntico, si ves que a una le pasa algo, tambi¨¦n le pasa a la otra¡±, dice Ignacio Cirac, director del Instituto Max Planck de ?ptica Cu¨¢ntica (en Alemania) y gran experto internacional en la materia.

En el futuro puede haber un Internet avanzado basado en estas investigaciones

Pues bien, lo que han logrado los cient¨ªficos con el experimento de Canarias (liderados por el austriaco Anton Zeilinger, de la Universidad de Viena) es que unos fotones se enteren del estado de sus parejas entrelazadas y a 147 kil¨®metros de distancia. Lo cual es un avance importante, aunque ya se hab¨ªa hecho con los 97 kil¨®metros del ensayo chino y con distancias inferiores antes, incluidas las pruebas de corto alcance realizadas en laboratorios desde hace m¨¢s de una d¨¦cada.

Tambi¨¦n se logra este teletransporte cu¨¢ntico y de forma casi rutinaria mediante fibra ¨®ptica, pero tiene la desventaja de la limitaci¨®n de distancia con esta tecnolog¨ªa porque el efecto se aten¨²a mucho en la fibra a no ser que se pongan amplificadores ¡ªtambi¨¦n cu¨¢nticos, por supuesto¡ª. De ah¨ª que los investigadores, con la vista puesta en el teletransporte v¨ªa sat¨¦lite, vayan poco a poco probando el efecto por el aire. En en este caso, el problema son las turbulencias atmosf¨¦ricas, pero los especialistas est¨¢n aprendiendo a controlar en estos ensayos de acci¨®n a distancia.

Un fot¨®n ¡®conoce¡¯ el estado de otro gracias al entrelazamiento

¡°Nuestro experimento verifica la madurez y la aplicabilidad de estas tecnolog¨ªas en escenarios de la vida real, en particular para el futuro teletransporte cu¨¢ntico por sat¨¦lite¡±, escriben Zeilinger, Xiao-Song Ma y el resto de los investigadores del equipo en la revista Nature.

Han hecho el experimento entre el telescopio Jacobus Kapteyn, en La Palma, y la Estaci¨®n ?ptica Terrestre de la Agencia Europea del Espacio (ESA), en Tenerife. Los dos puntos estaban sincronizados con una precisi¨®n de tres milmillon¨¦simas de segundo.

El objetivo del experimento no es batir el r¨¦cord de distancia, explican los investigadores de la Universidad de Viena. Se trata de ¡°sentar las bases de una red mundial de informaci¨®n en la que los efectos de la mec¨¢nica cu¨¢ntica permitan el intercambio de mensajes con gran seguridad y que se puedan hacer ciertos c¨¢lculos m¨¢s eficazmente que ahora con tecnolog¨ªas convencionales¡±, comentan. ¡°En un futuro Internet cu¨¢ntico, la teleportaci¨®n cu¨¢ntica ser¨¢ un protocolo clave de la transmisi¨®n de informaci¨®n entre ordenadores cu¨¢nticos¡±.

En la prueba de Canarias se ha enviado un haz l¨¢ser entre las dos estaciones situadas en las dos islas para estabilizarlas, pero ese l¨¢ser como tal no lleva ninguna informaci¨®n, sino que esta va en fotones de infrarrojo entrelazados. Si un fot¨®n, por ejemplo, tiene una polaridad determinada, su pareja, la que viaja, tendr¨¢ la opuesta. La ventaja de este modo de transmisi¨®n de informaci¨®n en cuanto a la seguridad es que si alguien intercepta el fot¨®n emitido, el emisor lo sabe autom¨¢ticamente. Y con los estados cu¨¢nticos de las part¨ªculas se pueden manejar muchos datos: son los qbits de la computaci¨®n cu¨¢ntica, el equivalente a los bits de la computaci¨®n convencional.

Para hacer el experimento los cient¨ªficos han tenido que afinar mucho la tecnolog¨ªa porque los fotones tienen que pasar por las turbulencias de la atm¨®sfera. ¡°Entre la Palma y Tenerife, nuestras se?ales se atenuaban en un factor mil, pero a pesar de ello lo hemos logrado¡±, explica Rupert Ursin, uno los cient¨ªficos del equipo. El siguiente gran objetivo es el paso a los sat¨¦lites, y ya se est¨¢ pensando en hacer una misi¨®n espacial. Las distancias a cubrir ser¨¢n mayores, pero las se?ales pasar¨¢n por menos atm¨®sfera, apuntan los expertos. Es un gran reto para el futuro.