EXPERIMENTO BATE EL RÉCORD MUNDIAL DE TELEPORTACIÓN CUÁNTICA

 Investigadores de Austria, Canadá, Alemania y Noruega, con financiación de la ESA, han logrado transferir las propiedades físicas de una partícula de luz, un fotón, a otra partícula mediante teleportación cuántica, estableciendo así un vínculo que cubre los 143 Km que separan el telescopio Jacobus Kapteyn, en la isla canaria de La Palma, y la Estación Óptica de Tierra de la ESA en Tenerife, de España ambas islas.

Ambas partículas deben antes ‘entrelazarse’. Una vez hecho esto, la medida de una determinada propiedad física, como la polarización o el espín, generará el mismo resultado en ambas partículas, independientemente de cuán alejadas están y sin que se transfiera físicamente ninguna otra señal entre ellas.

La teleportación cuántica no es copiar, en el sentido más estricto del término, puesto que el acto de transferir información de una partícula a otra destruye la partícula original -sus características se transfieren a la partícula entrelazada-.

Albert Einstein se refirió al fenómeno del entrelazamiento cuántico como una “espeluznante acción a distancia”, pero se trata de un fenómeno físico documentado y fundamental en una futura generación de ordenadores ultrapotentes, basados en la teleportación de bits cuánticos o qubits. También es esencial en sistemas inviolables de comunicación encriptada.

“La primera teleportación cuántica tuvo lugar en condiciones de laboratorio. El desafío aquí ha sido mantener el entrelazamiento entre ambos fotones a una distancia de 143 Km, a pesar de las perturbaciones de las condiciones atmosféricas”.

El experimento hubo de ser diseñado con el máximo cuidado, pues exigía una relación señal-ruido muy baja.

Se instalaron detectores de fotones muy sensibles, y se sincronizó los relojes en las estaciones de origen y de destino con una precisión de 3.000 millonésimas de segundo.

Con esto último los investigadores se aseguraban de que se detectaban los fotones correctos -la precisión máxima que proporciona la señal GPS es de 10.000 millonésimas de segundo-.

Los equipos tuvieron que esperar casi un año, después del fallo de un primer intento debido al mal tiempo.

Los dos telescopios están localizados en terreno volcánico, a 2.400 metros de altura, y deben hacer frente a condiciones meteorológicas duras para este tipo de medidas, como viento, lluvia, nieve y tormentas de polvo.

El experimento finalmente tuvo lugar en mayo pasado, y se logró establecer un nuevo récord en cuanto a distancia de la teleportación.

“El siguiente paso será conseguir la teleportación con un satélite en órbita, para demostrar que la comunicación cuántica es posible a escala global”, ha comentado Rupert Ursin, de la Academia Austriaca de Ciencias.

La campaña de medición entre islas se llevó a cabo en el marco del Programa de estudios Generales de la ESA para demostrar que es posible la teleportación cuántica para futuras misiones espaciales.

El experimento es también un excelente ejemplo de cómo los científicos de diferentes Estados Miembros de la ESA pueden aunar fuerzas y llevar a cabo experimentos extraordinarios con la Estación Óptica de Tierra de la ESA. (Fuente: ESA)

FÍSICOS CREAN UNA NUEVA FUENTE DE LUZ: EL SÚPER FOTÓN

Físicos de la Universidad de Bonn han desarrollado una fuente completamente nueva de luz, una especie de súper fotón que, hasta hace poco, se consideraba imposible. Ahora, los científicos han demostrado no solo que es real, sino que, además, podría tener importantes aplicaciones, como la creación de chips para conseguir ordenadores personales más potentes. La investigación se publica esta semana en la revista Nature.
Los científicos consiguieron el súper fotón a partir de lo que se llama un condensado de Bose-Einstein, el estado de agregación de la materia que se produce en ciertos materiales a muy bajas temperaturas. Los investigadores ya sabían que enfriando átomos de rubidio, por ejemplo, estos se concentran en un espacio muy pequeño, y se vuelven compactos, casi indistinguibles. En este estado, se comportan como una súper partícula gigante. Hasta aquí no hay nada de particular.
La novedad es que los investigadores hicieron el mismo trabajo sustituyendo el rubidio por fotones o partículas de luz, algo que nunca se había conseguido. La idea era prometedora, pero tenía un problema fundamental: los fotones, cuando se enfrían, desaparecen. Hasta hace tan solo cinco meses, parecía imposible enfriar la luz de esa forma. Sin embargo, los científicos alemanes lo consiguieron gracias a una complicada técnica de espejos o superficies reflectantes donde disolvieron moléculas de pigmento y donde los fotones chocaban periódicamente. Esto permitió que los fotones asumieran la temperatura del fluido sin perderse en el proceso.
Este super fotón es una fuente completamente nueva de luz parecida al láser, aunque tiene la ventaja de que puede producir luz en una onda muy corta, como los rayos X. Esto sería muy útil para la producción de chips de alto rendimiento que permitirían crear ordenadores personales más potentes. El proceso también podría ser útil en otras aplicaciones como la espectroscopia o la energía fotovoltaica.

TELETRANSPORTAN INFORMACIÓN ENTRE DOS ÁTOMOS SEPARADOS POR 16 KILÓMETROS

La teletransportación cuántica ha alcanzado un nuevo hito. Científicos de las universidades de Ciencia y Tecnología de China y de la de Tsinghua en Pekín han logrado teletransportar información entre dos fotones situados a una distancia de 16 kilómetros uno del otro. Entre ambos no había otra cosa que espacio libre, a diferencia de experimentos anteriores en los que se cubrieron distancias menores utilizando canales de fibra óptica. Este logro, publicado en la revista Nature Photonics, tiene el potencial de permitirnos algún día, por ejemplo, establecer un enlace “instantáneo” entre la Tierra y los astronautas en órbita.
A pesar de lo que su nombre puede hacernos creer, la “ teletransportación cuántica” es un fenómeno bastante diferente a lo que se sugieren en las películas de ciencia ficción. En el mundo real, la teletransportación cuántica no es otra cosa que un conjunto de dos partículas -fotones, por ejemplo- entrelazadas de forma que puedan mantener asociados sus estados cuánticos. Cuando las partículas implicadas en el experimento se separan una de otra, este entrelazamiento garantiza que cuando el estado de una de ellas cambie, el de la otra también lo hará, permitiendo la teletransportación de información cuántica.
Una forma simple de comprender este fenómeno -la física cuántica nunca es fácil de explicar con un ejemplo- es pensar en ambas partículas como si fuesen piedras de colores. Imaginemos que tenemos una piedra de color rojo y otra de color azul. Sin mirarlas, las envolvemos en un papel oscuro, nos quedamos con uno de los paquetes y enviamos otro a varios kilómetros de distancia. Tradicionalmente, si quisiésemos saber el color de la piedra que hemos enviado lejos necesitaríamos algún sistema de comunicaciones que -como mínimo- demoraría en enviarnos esa información un tiempo igual al que tarda la luz en recorrer esa distancia. Sin embargo, si nos limitamos a quitar el papel que cubre nuestra piedra, automática e instantáneamente sabremos de que color es la otra. Algo similar es lo que ocurre con los estados cuánticos de las partículas entrelazadas.
A través del espacio vacío
Hasta ahora, este efecto había sido posible solo entre partículas separadas por algunos cientos de metros, y mediando entre ambas un “canal” de fibra óptica por el que viajaban los fotones a fin de preservar su estado cuántico. En este experimento, los investigadores entrelazaron dos fotones y enviaron a uno de ellos a una distancia de 10 millas (16 kilómetros) a través del espacio vacío, y fueron capaces de comprobar que el fotón distante aún era capaz de responder a los cambios en el estado del otro fotón. Este fenómeno pudo ser comprobado en el 89% de las veces que se repitió la experiencia, un valor que alcanza para -protocolo de corrección de errores mediante- transmitir información fidedigna a esa distancia y de manera instantánea. ¿Quiere decir esto que estamos más cerca de un sistema de transportación a lo “Star Trek”? Ni remotamente. En esa serie, lo que se hace es teletransportar materia de un sitio a otro, de forma instantánea. El experimento que han llevado a cabo estos científicos, en cambio, simplemente demuestra que es posible mantener el entrelazamiento cuántico entre partículas separadas por poco más de una decena de kilómetros sin necesidad de tender un “cable” entre ambas. Nada más, ni nada menos.