La teleportación cuántica alcanza más de 16 km

Científicos en China han conseguido teletransportar información entre fotones más lejos que nunca. Transportaron la información cuántica a una distancia, en el espacio libre, de más de 16 km, mucho más allá que los pocos cientos de metros alcanzados anteriormente, lo que nos acerca a la transmisión de información a grandes distancias sin necesidad de una señal tradicional.

Figura a: Una vista a ojo de pájaro del experimento de teleportación cuántica en el espacio libre a más de 16 kilómetros. Charlie envía a Alice un fotón por BSM (Medición del estado de Bell). La información clásica, incluidos los resultados de la BSM y la señal de sincronización de tiempo, se envían a través del canal en el espacio libre con el fotón 2, a Bob, antes de la decodificación y el disparo de la transformación unitaria correspondiente. Figura b: esquema del sistema experimental. Crédito: Nature Photonics, doi: 10.1038/nphoton.2010.87

La teleportación cuántica no es lo mismo que la teleportación que la mayoría de nosotros conocemos de la ciencia ficción, por ejemplo en Viaje a las estrellas, donde un objeto (o persona) desde un lugar es "llevado" a otro donde se lo replica a través de una copia perfecta. En la teleportación cuántica dos fotones o iones (por ejemplo) están entrelazados de tal manera que cuando el estado cuántico de uno se cambia el estado del otro también cambia, como si los dos estiuviesen todavía conectados. Esto permite que la información cuántica sea teletransportada si uno de los fotones/iones se envía a cierta distancia.

En experimentos previos los fotones se limitaron a los canales de fibra de unos pocos cientos de metros de longitud para garantizar que su estado permaneciese sin cambios, pero en los nuevos experimentos los pares de fotones se enredan y luego el fotón de mayor energía de la pareja es enviado a través de un canal en el espacio libre de 16 km de largo. Los investigadores, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China y la Universidad de Tsinghua en Beijing, revelaron que incluso a esta distancia el fotón en el extremo receptor todavía respondía a los cambios en el estado del fotón que quedaba atrás. La fidelidad media alcanzada en la teleportación fue del 89 por ciento.

La distancia de 16 km es mayor que el espesor de la aeroesfera efectiva de 5 a 10 km, así que el éxito del grupo podría allanar el camino para los experimentos entre una estación de tierra y un satélite, o dos estaciones de tierra con un satélite actuando en calidad de relé. Esto significa que las aplicaciones de comunicación cuántica podrían ser posibles a escala mundial en un futuro próximo.

El canal en el espacio libre público fue a nivel del suelo y se extendió a una distancia de 16 kilometros entre Badaling en Beijing (el sitio de teleportación) y el sitio receptor en Huailai, en la provincia de Hebei. Se generaron pares de fotones enredados en el lugar de teleportación usando un semiconductor, un rayo láser azul, y un cristal de borato de bario-beta (BBO). Los pares de fotones se enredaron en los modos espacial del fotón 1 y los modos de polarización del fotón 2. El equipo de investigación diseñó dos tipos de telescopios para servir como antenas ópticas, transmisoras y receptoras.

Los experimentos confirman la viabilidad de la teleportación cuántica basada en el espacio, y representan un gran salto adelante en el desarrollo de aplicaciones de comunicación cuántica.

El documento está disponible en línea completo en Nature Photonics.
Más información: Xian-Jin Min, la teleportación cuántica experimental en el espacio libre, Nature Photonics, Publicado en Internet el: 16 de mayo de 2010. doi: 10.1038/nphoton.2010.87

Fuente:
Quantum teleportation achieved over 16 km, en Physorg.com.