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| El entrelazamiento cuántico se produce cuando dos partículas se enlazan de una manera determinada, independientemente de la distancia que tengan en el espacio. Su estado sigue siendo el mismo. (Crédito de la imagen: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY vía Getty Images). |
Investigadores alemanes han demostrado el entrelazamiento cuántico de dos átomos separados por 33 km de fibra óptica. Se trata de una distancia récord para este tipo de comunicación y supone un gran avance hacia una Internet cuántica rápida y segura.
El entrelazamiento cuántico es el extraño fenómeno por el que dos partículas pueden estar tan inextricablemente unidas que el examen de una de ellas permite conocer el estado de la otra. Y lo que es más extraño aún, si se cambia algo en una partícula, se altera instantáneamente su compañera, sin importar la distancia entre ellas. Esto lleva a la inquietante implicación de que la información se "teletransporta" más rápido que la velocidad de la luz, una idea que era demasiado para incluso Einstein, que la describió como "espeluznante acción a distancia".
A pesar de su aparente imposibilidad, el entrelazamiento cuántico lleva décadas demostrándose en experimentos, en los que los científicos aprovechan su extraña naturaleza para transmitir rápidamente datos a grandes distancias. Y en el nuevo estudio, investigadores de la Universidad Ludwig-Maximilians de Múnich (LMU) y de la Universidad del Sarre han batido el récord de distancia de entrelazamiento cuántico entre dos átomos a través de fibra óptica.
En sus experimentos, el equipo entrelazó dos átomos de rubidio mantenidos en trampas ópticas en dos edificios diferentes del campus de la LMU. Estaban separados por 700 m de fibra óptica, que se amplió a 33 km con carretes de cable adicionales. Cada átomo se excitó con un pulso de láser, que hace que emita un fotón que está enredado cuánticamente con el átomo.
A continuación, los fotones se envían por los cables de fibra óptica hasta reunirse en una estación receptora situada en el centro. Allí, los fotones se someten a una medición conjunta que los enreda, y como cada uno ya está enredado con su propio átomo, los dos átomos también se enredan entre sí.
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| Los investigadores han conseguido entrelazar cuánticamente dos átomos a lo largo de 30 km de cables de fibra óptica. Crédito: Jan Greune/LMU |
Aunque los fotones ya se han entrelazado a grandes distancias, este estudio marca un nuevo récord de distancia para entrelazar dos átomos, que podrían funcionar como nodos de "memoria cuántica", a través de la fibra óptica. La clave es que los fotones mediadores se convirtieron en una longitud de onda más larga para que viajaran más lejos a través de las fibras - su longitud de onda natural de 780 nanómetros (nm) significa que normalmente se perderían después de unos pocos kilómetros, por lo que antes de iniciar su viaje el equipo los pasó por un dispositivo para convertirlos en una longitud de onda de 1.517 nm. Se trata de una longitud de onda cercana a la de 1.550 nm que se utiliza habitualmente para las telecomunicaciones en fibra óptica, lo que reduce las pérdidas.
El equipo afirma que se trata de un paso importante en el camino hacia la realización de una Internet cuántica práctica. Estas redes de comunicación serían mucho más rápidas y seguras que las actuales y, lo que es más importante, este estudio demuestra que pueden funcionar utilizando la infraestructura de fibra óptica existente. Esto podría combinarse con tecnologías como los satélites, que ya han demostrado la capacidad de transportar fotones entrelazados a miles de kilómetros.
Fuentes, créditos y referencias: