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domingo, 13 de mayo de 2012

Se rompe el récord de distancia para el teletransporte cuántico


La habilidad para teleportar fotones a través de 100 kilómetros de espacio libre abre el camino para las comunicaciones cuánticas por satélite.

La teleportación es la extraordinaria capacidad de transferir objetos de un lugar a otro sin tener que viajar a través del espacio intermedio.

La idea no es que el objeto material sea teleportado, sino la información que lo describe. Esto puede ser aplicada a un objeto similar en una nueva ubicación que de forma efectiva toma la nueva identidad.

Esto no es ciencia ficción. Los físicos llevan teleportando fotones desde 1997 y la técnica ahora ya es estándar en los laboratorios ópticos de todo el mundo.

El fenómeno que hace que esto sea posible es conocido como entrelazamiento cuántico, un vínculo profundo y misterioso que se produce cuando dos objetos cuánticos comparten la misma existencia y, sin embargo, están separados en el espacio.

La teleportación resulta ser de gran utilidad. Puesto que la información teleportada no viaja a través del espacio intermedio, no puede ser interceptada en secreto por ningún fisgón.

Por dicha razón, la teleportación es la tecnología que hay detrás de la criptografía cuántica, una forma perfecta de enviar información secreta.

Por desgracia, los fotones entrelazados son objetos frágiles. No pueden estar a más allá de un kilómetro más o menos en las fibras ópticas, porque los fotones terminan interactuando con el vidrio y se rompe el entrelazamiento. Esto limita seriamente la utilidad de la criptografía cuántica.

No obstante, los físicos han tenido más éxito al teleportar fotones a través de la atmósfera. En 2010, un equipo chino anunció que había teleportado fotones individuales a una distancia de 16 kilómetros. Práctico, pero no exactamente enloquecedor.

Ahora, el mismo equipo, dice que ha batido este récord. Juan Yin, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China en Shanghai, y muchos compañeros, dicen haber teleportado fotones entrelazados a una distancia de 97 kilómetros, a través de un lago en China.

Eso ya es impresionante, por varias razones. El truco que han perfeccionado estos chicos es hallar la forma de utilizar un láser de 1,3 vatios, y una imaginativa óptica para transmitir la luz y recibirla.

Inevitablemente, los fotones se pierden y el entrelazamiento se destruye en el proceso. Las imperfecciones de la óptica y la turbulencia del aire son las responsables de algunas de estas pérdidas, pero el mayor problema es la ampliación del haz (ellos hicieron el experimento a una altitud de unos 4.000 metros). Una vez que el haz se dispersa conforme viaja, muchos de los fotones simplemente pierden el objetivo por completo.

Así que el avance más importante que han hecho estos chicos, es desarrollar un mecanismo de dirección mediante un láser guía que mantiene el haz con precisión en el blanco. El resultado es que fueron capaces de teleportar más de 1.100 fotones en 4 horas, a una distancia de 97 kilómetros.

Esto es interesante ya que es el mismo canal de atenuación que al que uno tendría que hacer frente cuando los fotones se envían a un satélite con, digamos, 20 centímetros de la óptica orbitando a unos 500 kilómetros. "El éxito de la teleportación cuántica por encima de las pérdidas de canal, en combinación con nuestra alta frecuencia y la técnica alta precisión [el objetivo] demuestra la viabilidad de un satélite basado en la teleportación cuántica a ultra-distancia", dice Juan Yin y compañía.

Así pues, estos chicos tienen claramente la vista puesta en la posibilidad de un satélite de criptografía cuántica, el cual proporcionaría comunicaciones ultra-seguras por todo el mundo. Eso está realmente contrastado con unos pocos kilómetros que son posibles con equipos comerciales de cuántica criptografía.

Por supuesto, las tasas de transmisión de datos probablemente será lenta, y la rápida aparición de la tecnología de repetidores cuánticos podrá extenderse en base tierra a fin de poder llegar a todo el mundo, al menos en principio.

Sin embargo, un sistema de seguridad ideal de satélites puede ser una pieza útil del equipo para tener en una embajada o distribuido entre las fuerzas armadas. Algo a pensar por los expertos en seguridad occidentales.


- Referencia: TechnologyReview.com, 11 mayo 2012, KFC
- Imagen 1) Esquema. Imagen 2) Vista aérea y diagrama esquemático para la teleportación cuántica por el espacio.
- Título "Chinese Physicists Smash Distance Record For Teleportation"
- Ref: arxiv.org/abs/1205.2024: Teleporting Independent Qubits Through A 97 Km Free-Space Channel



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