El teletransporte de información rompe el récord en Canarias

El teletransporte es ya una realidad. No es el teletransporte o teleportación habitual en la ciencia ficción, cuando la gente viaja metiéndose en un habitáculo para aparecer al momento, tal cual, en otro situado en otro mundo o en otra nave espacial. El teletransporte que ya dominan los científicos poco tiene que ver con ese lejano sueño (si es que fuera posible), sino que es teletransporte cuántico. Pero no deja de ser fascinante y, seguramente, muy útil en el futuro. Se trata de transmitir un estado cuántico de unas partículas, normalmente, fotones de luz, entre dos puntos que, en principio, pueden estar tan lejos como se desee. Y ese estado cuántico es información.

De momento, la lejanía alcanzada con el teletransporte cuántico ha sido de 143 kilometros y se trata de todo un récord batido en un experimento recientemente realizado entre dos islas canarias (La Palma y Tenerife), que ha superado los 97 kilómetros logrados este verano en un ensayo en China. El objetivo es lograr esta nueva forma de comunicación pero vía satélite, por lo que el récord de distancia supone un hito importante hacia el dominio de la tecnología con artefactos en órbita y, por tanto, de gran alcance.

La gracia del teletransporte cuántico es que la información no se transmite materialmente, no es una señal que viaja, sino que sencillamente un fotón conoce el estado de otro gracias a un fenómeno denominado entrelazamiento entre ambos, por muy lejos que este uno de otro. Ese conocimiento es la información. Los científicos quieren aprovecharlo, por ejemplo, en los revolucionarios ordenadores cuánticos del futuro, en un igualmente futurible Internet cuántico o, algo mucho más cercano, para encriptar información que resulte imposible de interceptar por extraños indeseados sin ser descubiertos.

“Es difícil de explicar con precisión el entrelazamiento, pero imagine dos partículas atadas con una cuerda: si tira de una verá que la otra se mueve hacia un lado. El entrelazamiento cuántico es una propiedad de la Física Cuántica que permite hacer algo parecido ¡pero sin cuerda! Cuando dos partículas poseen ese entrelazamiento cuántico, si ves que a una le pasa algo, también le pasa a la otra”, dice Ignacio Cirac, director del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica (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 científicos 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 kilómetros de distancia. Lo cual es un avance importante, aunque ya se había hecho con los 97 kilómetros del ensayo chino y con distancias inferiores antes, incluidas las pruebas de corto alcance realizadas en laboratorios desde hace más de una década.

También se logra este teletransporte cuántico y de forma casi rutinaria mediante fibra óptica, pero tiene la desventaja de la limitación de distancia con esta tecnología porque el efecto se atenúa mucho en la fibra a no ser que se pongan amplificadores —también cuánticos, por supuesto—. De ahí que los investigadores, con la vista puesta en el teletransporte vía satélite, vayan poco a poco probando el efecto por el aire. En en este caso, el problema son las turbulencias atmosféricas, pero los especialistas están aprendiendo a controlar en estos ensayos de acción a distancia.

Un fotón ‘conoce’ el estado de otro gracias al entrelazamiento

“Nuestro experimento verifica la madurez y la aplicabilidad de estas tecnologías en escenarios de la vida real, en particular para el futuro teletransporte cuántico por satélite”, 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 Estación Óptica Terrestre de la Agencia Europea del Espacio (ESA), en Tenerife. Los dos puntos estaban sincronizados con una precisión de tres milmillonésimas de segundo.

El objetivo del experimento no es batir el récord de distancia, explican los investigadores de la Universidad de Viena. Se trata de “sentar las bases de una red mundial de información en la que los efectos de la mecánica cuántica permitan el intercambio de mensajes con gran seguridad y que se puedan hacer ciertos cálculos más eficazmente que ahora con tecnologías convencionales”, comentan. “En un futuro Internet cuántico, la teleportación cuántica será un protocolo clave de la transmisión de información entre ordenadores cuánticos”.

En la prueba de Canarias se ha enviado un haz láser entre las dos estaciones situadas en las dos islas para estabilizarlas, pero ese láser como tal no lleva ninguna información, sino que esta va en fotones de infrarrojo entrelazados. Si un fotón, por ejemplo, tiene una polaridad determinada, su pareja, la que viaja, tendrá la opuesta. La ventaja de este modo de transmisión de información en cuanto a la seguridad es que si alguien intercepta el fotón emitido, el emisor lo sabe automáticamente. Y con los estados cuánticos de las partículas se pueden manejar muchos datos: son los qbits de la computación cuántica, el equivalente a los bits de la computación convencional.

Para hacer el experimento los científicos han tenido que afinar mucho la tecnología porque los fotones tienen que pasar por las turbulencias de la atmósfera. “Entre la Palma y Tenerife, nuestras señales se atenuaban en un factor mil, pero a pesar de ello lo hemos logrado”, explica Rupert Ursin, uno los científicos del equipo. El siguiente gran objetivo es el paso a los satélites, y ya se está pensando en hacer una misión espacial. Las distancias a cubrir serán mayores, pero las señales pasarán por menos atmósfera, apuntan los expertos. Es un gran reto para el futuro.