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Científicos chinos realizan teleportación cuántica a 1200 km

Científicos chinos logran el entrelazamiento cuántico de fotones en el espacio a una distancia récord de 1.200 kilómetros, muy útil para crear redes de comunicaciones imposibles de descifrar.

Científicos chinos realizan teleportación cuántica a 1200 km

Aunque el propio Einstein argumentó en contra de la existencia de este fenómeno, investigadores chinos han dado el primer paso hacia la construcción de una red global de comunicación cuántica.

El satélite chino Micius ha transmitido con éxito información a una distancia de 1.200 kilómetros utilizando fotones entrelazados, rompiendo así el récord de teleportación cuántica de 100 kilómetros establecido hace casi dos años, de acuerdo con un estudio publicado en la revista 'Science'.



"Una espantosa acción a distancia"

La mecánica cuántica es tan rara que las reglas que experimentamos cada día no se aplican. Por ejemplo, incluso a una distancia de miles de kilómetros, las partículas parecen ser capaces de comunicarse entre ellas al instante. Bajo esta premisa, China acaba de obtener un resultado histórico en un experimento.

En realidad, los investigadores chinos han llevado al extremo las matemáticas de la mecánica cuántica. Tomando como referencia lo que Einstein denominó como “fantasmagórica reacción a distancia”, consiguieron un entrelazamiento de fotones entre dos estaciones terrestres separadas por nada menos que 1.200 kilómetros, vía satélite. Un hito, ya que rompe el anterior récord de unos 100 kilómetros de distancia.


Los investigadores consiguieron un entrelazamiento de fotones entre dos estaciones terrestres separadas por nada menos que 1.200 kilómetros

El resultado es sorprendente, pero lo es mucho más las posibilidades que se presentan en un futuro, por ejemplo, con la idea del teletransporte de información entre esas mismas estaciones.

Veamos. Según la teórica cuántica, la observación de un objeto puede afectar justo en ese momento a otro, independientemente de que se encuentre en la otra punta del universo. Por decirlo de otra forma más sencilla, la teoría dice que dos objetos muy distanciados entre sí se pueden comunicar de forma instantánea.


Einstein
Teletransporte de información


Einstein no lo veía así

El entrelazamiento cuántico es un fenómeno tan extraño que incluso Einstein argumentó en contra de su existencia, calificándolo como "una espantosa acción a distancia": pares de partículas pueden estar inseparablemente vinculadas, de manera que el estado de una podría provenir de la otra, sin importar lo lejos que se encuentren.

Einstein no lo veía así (de ahí el título de “fantasmagórica”), ya que él planteaba que los objetos de la naturaleza sólo están influenciados por su entorno más próximo, o en su defecto, por lo que denominó “variables ocultas” que los pudieran relacionar si están demasiado lejos. Desde entonces, han surgido varios experimentos desde la década de 1970, todos tratando de demostrar que, efectivamente, esta acción “fantasmagórica” a distancia existe.

En esencia, este proceso se puede utilizar para 'transportar' al instante información entre las partículas a distancias teóricamente infinitas. Exactamente por eso, Einstein no podía aceptar la idea: viola la ley de la relatividad, que estipula que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz.

De momento habrá que esperar hasta que el teletransporte de personas, al estilo Star Trek, descongestione las autovías. Esta opción es hoy en día pura fantasía, pero, desde el año 1993, el teletransporte de información es una realidad en el laboratorio y hay empresas que buscan utilizarlo para crear redes de comunicación. Su gran ventaja es que los mensajes intercambiados resultan indescifrables, gracias a que se usa un recurso conocido como criptografía cuántica. Una forma limitada de esta criptografía cuántica se usa hoy en día en comunicaciones terrestres, vía láser o fibra óptica, a una distancia de hasta 100 kilómetros.





Cuántico al Espacio vs Fibra Óptica

En experimentos anteriores se encerraron fotones en una fibra óptica para protegerlos, pasando el mensaje de partícula en partícula. Este método se utilizó para establecer el récord previo. Sin embargo, una limitación de esta tecnología es la distancia. A medida que los fotones viajan por una fibra óptica, se van perdiendo y en ocasiones también van «olvidando» su estado cuántico (esto se conoce como decoherencia). Cuanta mayor sea la longitud recorrida, más probable será que esto ocurra y que, por lo tanto, ser pierda el mensaje por el camino.

Pero al usar un satélite conectado con Tierra, se sustituye esta fibra óptica por una franja de varios kilómetros de atmósfera, en la que es más difícil que los fotones pierdan información al chocar con las partículas del gas.

El pasado 16 de agosto de 2016 China lanzó el primer satélite cuántico al espacio, por el proyecto internacional conocido como Experimentos Cuánticos de Escala Espacial (QUESS, por sus siglas en inglés, «Quantum Experiments at Space Scale»), para comprobar si esta tecnología podría usarse para hacer una red de comunicaciones cuánticas en el espacio. Jueves 15 de Junio de 2017, un artículo publicado en Science por los científicos chinos ha puesto la primera piedra de esta tarea. Los investigadores han logrado conseguir el entrelazamiento de fotones, una propiedad de la Mecánica Cuántica a la que Einstein bautizó irónicamente como «fantasmagórica reacción a distancia», entre dos estaciones terrestres separadas por una distancia de 1.200 kilómetros, vía satélite. Después de este hito, lograr el teletransporte de información entre dichas estaciones es tan solo un paso sencillo.

El satélite Micius fue el primer paso hacia la construcción de una red global de comunicación cuántica, recoge New Atlas. En lugar de fibras, el sistema envía fotones entrelazados a través de rayos láser, lo que puede ayudar a minimizar la interferencia.

El equipo liderado por Wang Jianyu ha logrado transmitir fotones cuánticos entrelazados sobre una distancia de 1.200 km. Para ello, el rayo láser en el satélite pasa a través de un divisor de haz, lo que crea dos estados polarizados diferentes: uno para recibir fotones y otro para enviarlos. De esta manera, Micius se comunica con tres satélites de recepción diferentes, algo mucho más eficiente que lo que las fibras ópticas pueden hacer.

Una red de comunicación cuántica podría llevar a cabo telecomunicaciones no solo mucho más rápidas, sino más seguras: la sensibilidad de los fotones entrelazados a la interferencia realmente funciona en su beneficio. Si una tercera parte no autorizada intenta acceder a una señal, los fotones la interrumpen, alertando a los usuarios.

«Es un avance muy importante. Han logrado extender el rango de la potencial criptografía cuántica de los cien kilómetros hasta los 1.200 kilómetros», ha explicado a ABC Juan José García Ripoll, investigador del Instituto de Física Fundamental (IFF-CSIC).

China, que fue considerada por Nature como el país «pionero de la tecnología cuántica en el espacio», cuenta con varias redes cuánticas indescifrables para unir ciudades e instituciones. El problema es que dichas redes como mucho pueden tener una longitud de 100 kilómetros, por lo que están conectadas entre sí por canales convencionales, de modo que su seguridad podría quedar vulnerada en las rutas de enlace. La forma de evitarlo es usar una conexión cuántica vía satélite. De ahí la importancia de este último avance.





Prioridad para la NASA y Europa

El entrelazamiento y el teletransporte son unos fenómenos que ocurren a la escala de lo más pequeño y que permiten que fotones separados se comporten como los reflejos de un espejo, aunque estén separados por distancias enormes. Como los fotones se pueden enviar para mandar información, como ocurre con la fibra óptica convencional, este fenómeno también se puede usar para intercambiar datos. Y además hacerlo de un modo a prueba de «hackers» y oídos indiscretos.

De hecho, la NASA y otros organismos ya llevan varios años trabajando en sistemas de comunicación similares, en los que los fotones (partículas cuánticas) que han sido previamente entrelazados, funcionan como unidades transmisoras de información (bits) a largas distancias, aunque no haya ningún sistema que físicamente los una. En parte para potenciar esta tecnología, en 2018 la Unión Europea lanzará un proyecto «flagship» financiado con 1.000 millones para financiar estas investigaciones.


record
El teletransporte se basa en el entrelazamiento, la «fantasmagórica reacción a distancia», tal com la llamó Einstein


El teletransporte

¿Cómo funciona el teletransporte de información? La receta para lograrlo consiste en entrelazar fotones. El entrelazamiento es una característica de la Mecánica Cuántica por la cual dos partículas «coordinan» o correlacionan sus estados cuánticos de forma que el valor de cualquier propiedad, como la polarización de un fotón, es el mismo para ambas partículas (por eso se puede decir que una es el reflejo de otra). Por muy lejos que estén dos fotones entrelazados, al medir el estado cuántico de uno en un sitio, automáticamente se obtiene el mismo resultado en un sitio distinto.

Pero hay algo más. En realidad el estado de ambos fotones nunca está definido, porque se encuentra en una superposición aleatoria de muchas posibilidades.



El experimento chino

El equipo utilizó el satélite Micius para enviar los fotones sin obstrucción ninguna a través del espacio. Los investigadores disponían de varias estaciones terrestres separadas y un satélite. El satélite incluía un láser con un dispositivo para dividir el haz, momento en el que pasaban a través de un cristal especial para entrelazar los pares de fotones.

Un viaje donde iban a parar a dos laboratorios con 1.200 kilómetros de distancia entre sí. Finalmente, los científicos abrieron la caja en las estaciones y los compararon. El resultado fue un éxito.

¿Y para qué sirve todo esto? Como decíamos, los investigadores ven una posibilidad de que los fotones entrelazados puedan ser importantes para las telecomunicaciones. Pensemos que, en el hipotético caso de que sea posible, si alguien intenta interceptar los datos enviados a través de una de estas líneas cuánticas, el receptor lo sabría inmediatamente (recibiría los datos que no están entrelazados).

Tecnológicamente se trata de un gran paso, aunque como en la mayoría de este tipo de avances, pasará mucho tiempo antes de que veamos esta tecnología funcionando en nuestras redes de comunicaciones. (Science via Scientific American)


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Los científicos chinos lograron un nuevo récord de entrelazamiento cuántico gracias al satélite Micius. (Agencia Espacial China)


Un futuro de comunicaciones invulnerables

En esta ocasión, los investigadores chinos lograron generar pares de fotones entrelazados a bordo del satélite Micius, y enviar cada uno de ellos a sendas estaciones receptoras en Tierra, separadas por una distancia de 1.200 kilómetros. Gracias al entrelazamiento, los resultados de la medida del estado cuántico de los fotones fue el mismo en las dos estaciones.

En realidad, esto no siempre funcionó, y se cometieron muchos errores. Por eso, para que esta tecnología realmente puede ser útil en el futuro, aún será necesario mejorar la precisión del envío, mejorando los sistemas receptores y la emisión de los fotones.

Una vez conseguido un entrelazamiento más fiable entre fotones enviados del espacio a la Tierra, y viceversa, una red terrestre (por ejemplo la de un banco o una institución estratégica del estado) podrá utilizar los fotones entrelazados generados por el satélite, para distribuir información cuántica usando teletransporte cuántico a grandes distancias. Cuando eso ocurra, las comunicaciones podrán ser totalmente seguras, a prueba de «hackers» y supercomputadores capaces de descifrar claves.



Fuente:
https://actualidad.rt.com/actualidad/241543-cientificos-chinos-teleportacion-cuantica-distancia
http://es.gizmodo.com/china-logra-el-entrelazamiento-cuantico-de-fotones-en-e-1796159677
http://www.abc.es/ciencia/abci-china-paso-teletransporte-cuantico-espacio-201706152218_noticia.html

2 comentarios - Científicos chinos realizan teleportación cuántica a 1200 km

Luis_oy -1
Por supuesto no leí tu post, pero eso sí, esos científicos chinos y tu la fuman, el problema, el gran problema es que no la controlan
machoraton
Una cosa es la teoría y otra la realidad. Ha habido mucho fraude de siempre por lo que soy escéptico rayando con incrédulo. Tiempo al tiempo.