Internet cuántica: primera teletransportación a una memoria cuántica de estado sólido

La teletransportación cuántica es la capacidad de transmitir de un lugar a otro sin viajar a través del espacio intermedio. La materia en sí misma no hace este viaje, solo la información que lo describe. Éste se transmite a un nuevo cuerpo que adquiere la identidad del original.

Pero mientras que los fanáticos de la ciencia ficción se han centrado en el cuerpo involucrado, los físicos cuánticos están más interesados ​​en la información. Para ellos, la teletransportación es la tecnología habilitadora detrás de una nueva generación de tecnologías de procesamiento de información, incluida una Internet cuántica que permite que la información se transmita con perfecta seguridad.

Uno de los componentes básicos de la Internet cuántica serán los enrutadores cuánticos que pueden recibir información cuántica de la ubicación y enrutarla a otra sin destruirla. Así que ha comenzado la carrera para demostrar este tipo de tecnología, que tiene el potencial de revolucionar las comunicaciones.

Hoy, Felix Bussières de la Universidad de Ginebra en Suiza y algunos amigos dicen que han dado un paso importante hacia esto. Estos tipos han teletransportado información cuántica a un cristal dopado con iones de tierras raras, una especie de memoria cuántica. Pero lo que es más importante, lo han hecho por primera vez con el tipo de fibra óptica ordinaria que utilizan las telecomunicaciones en todo el mundo.

Uno de los principales requisitos para la teletransportación generalizada son los fotones entrelazados con una longitud de onda compatible con la fibra de telecomunicaciones. Eso no es tan fácil de producir ya que los fotones entrelazados deben ser compatibles con los saltos de energía discretos en la memoria cuántica. Esta longitud de onda suele estar lejos de la región de baja pérdida de la fibra óptica estándar, dicen Bussières y compañía.

Entonces, el truco que estos tipos han perfeccionado es generar pares de fotones entrelazados con diferentes longitudes de onda. El primero tiene una longitud de onda de 883 nm (infrarrojo cercano), que es compatible con un tipo de memoria cuántica hecha de cristales de ortosilicato de itrio dopado con neodimio. El segundo tiene una longitud de onda de 1338 nm (infrarrojo medio), que pasa fácilmente a través de la fibra óptica de telecomunicaciones.

El estado cuántico que se va a teletransportar es la polarización de un fotón de 1338 nm. Entonces estos chicos envían la señal de 883nm a la memoria cuántica donde se almacena mientras transmiten la señal de 1338 a través de una fibra de 12 km a otro aparato que prepara un tercer fotón (también a 1338 nm) con la polarización para ser teletransportado.

Aquí es cuando tiene lugar la teletransportación. Cuando se hace que estos dos fotones de 1338 nm interactúen de cierta manera, la polarización se teletransporta a la memoria cuántica en el otro extremo del experimento.

Las mediciones del equipo en estos fotones muestran que el estado de polarización se teletransporta de hecho como sugiere la mecánica cuántica. (Una parte crucial del experimento es una nueva generación de detectores de fotón único que pueden detectar fotones de telecomunicaciones con una eficiencia mucho mayor de la que era posible antes).

Así que esto demuestra por primera vez todos los componentes necesarios para llevar a cabo la teletransportación a través de una red de telecomunicaciones estándar a una memoria cuántica de estado sólido.

Ese es un pequeño pero significativo paso adelante. Si alguna vez vamos a tener una Internet cuántica, es este tipo de equipo el que se agitará en su corazón.

Ref: arxiv.org/abs/1401.6958 : Teletransportación cuántica desde un fotón de longitud de onda de telecomunicaciones a una memoria cuántica de estado sólido

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