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Ciencia y Tecnología

Internet cuántico con capacidad millones de veces superiores a las actuales

Encuentran la manera de entrelazar memorias cuánticas con una distancia de 50 kilómetros

Bajo la dirección de Jian-Wei Pan y Xiao-Hui Bao, los investigadores explican en su artículo cómo han conseguido entrelazar dos memorias cuánticas situadas a 50 kilómetros de distancia la una de la otra, una distancia mucho mayor que cualquiera de las conseguidas anteriormente.

Los investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnologia de China en Heifei, dicen que el Internet cuántico que conecte procesadores cuánticos remotos, debería permitir una serie de aplicaciones revolucionarias, como la computación cuántica distribuida. Todo de pende de su realización del entrelazamiento de memorias cuánticas remotas durante mucho tiempo y a largas distancias. Algo que no se había conseguido hasta ahora.

Para que la comunicación cuántica sea efectiva, se necesitan partículas entrelazadas. El entrelazamiento cuántico es una extraña pero tremendamente útil propiedad de la materia a escala subatómica, de forma que cuando dos partículas están entrelazadas, el estado cuántico de cualquiera de ellas es inmediatamente conocido por la otra, independientemente de la distancia que las separe. Prácticamente desde que se conoce esta propiedad, los científicos han estado intentando aplicarla al terreno de las telecomunicaciones.

De hecho, y a pesar de los grandes progresos de los últimos años, la máxima separación física conseguida entre dos nodos ha sido de apenas 1,3 km .

El problema es que mantener el entrelazamiento a largas distancias y dentro, por ejemplo, de un cable de fibra óptica, constituye un tremendo desafío. Los científicos han recurrido a todo tipo de estratagemas (como repetidores cuánticos) para conseguir que el entrelazamiento no se rompa y resulte útil para sectores como la informática (ordenadores cuánticos) o las telecomunicaciones.

Durante las últimas dos décadas se han producido grandes avances en este sentido, consiguiendo entrelazamientos cada vez más distantes en los que los fotones se transmiten con éxito entre los varios nodos a lo largo de cables de fibra óptica o por satélite. Sin embargo, estos avances no habían conseguido terminar con el grave problema de la pérdida de transmisión. Debido a estas limitaciones, como se ha dicho, el entrelazamiento de dos memorias cuánticas (que es el equivalente cuántico de la memoria ordinaria de un ordenador) no ha podido mantenerse más allá de los 1,3 km.

El éxito es indudable, ya que gracias a este sistema los científicos consiguieron entrelazar de forma estable nodos conectados por hasta 50 km de cables ópticos. Los resultados demuestran que, en comparación con el entrelazamiento de fotones, entrelazar átomos enteros con fotones da muchos mejores resultados en la transmisión.

«utilizamos la mejora de la cavidad para crear de forma eficiente el entrelazamiento átomo-fotón, y usamos la conversión de frecuencia cuántica para cambiar la longitud de onda atómica a las longitudes de onda de las telecomunicaciones. Observamos entrelazamientos en más de 22 kilómetros de fibras desplegadas en un campo a través de interferencia de dos fotones, y enredos en más de 50 kilómetros de fibras enrolladas por interferencia de un solo fotón». palabras de los investigadores.

Ellos concluyen diciendo «Nuestro experimento podría extenderse a nodos separados físicamente por distancias similares, lo que formaría un segmento funcional de una red cuántica atómica, allanando el camino hacia el entrelazamiento atómico en múltiples nodos y en distancias mucho más largas». O lo que es lo mismo, hacia un Internet cuántico.

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