La teletransportación cuántica ya es real

La versión tl;dr de esto es bastante directa. La información cuántica puede ahora ser retransmitida a través de una serie de fotones, reduciendo el riesgo de perder datos y permitiéndoles hacer un mejor uso de los patrones espaciales de la luz para llevar más datos.

Si quieres detalles, abróchate el cinturón y ponte tus pantalones elegantes.

Durante la mayor parte de un siglo hemos aceptado -más o menos- que sólo podemos describir las propiedades de una partícula en el contexto de un sistema que la mide. Si una partícula no choca contra algo que nos permite dar un número a esas propiedades, sigue existiendo en un estado borroso de probabilidades infinitas.

Aquí está la cosa extraña; si esa partícula interactuó con otra partícula de alguna manera antes de que la midiéramos, podemos decir que otra partícula también es parte de ese sistema de medición. Decimos que tanto ella como la partícula medida están enredadas.
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Medir las propiedades de la primera partícula es lo que la convierte de un tal vez en una partícula en realidad. Esa medida también convirtió a su compañero enredado de un tal vez en un mismo momento.

Einstein pensó que faltaba algo en esta teoría, tanteando todo el asunto como "espeluznante" en numerosas ocasiones, pero aquí estamos casi un siglo y todavía es algo que no podemos entender.

Sin embargo, podemos usar este extraño proceso de enredo para crear códigos super complejos que no pueden ser interceptados, proporcionando una seguridad extremadamente poderosa.

Imagen dos secuencias de' maybes' enredadas (llamadas qubits) que se transmiten a dos puntos separados.

Cada receptor puede saber si su propio mensaje ha sido interferido al descifrar las propiedades de su transmisión y comprobar con la otra persona si corresponde.

Si no coinciden, alguien cambió sus fotones por fallos.

Pero hay un problema con todo esto - transmitir una secuencia de qubits a lo largo de una distancia los pone en riesgo de perderse.

La comunicación cuántica ha sido una gran noticia recientemente, con informes recientes de fotones enredados que han sido enviados desde el espacio usando un rayo láser dividido, cubriendo una distancia de 1.200 kilómetros (aproximadamente 750 millas).

Fue una hazaña bastante extrema, pero sigue siendo una distancia absurdamente corta cuando estamos mirando las redes globales. La transmisión también requería una línea de visión directa.

Este nuevo método es básicamente un amplificador que puede ser configurado a intervalos regulares, permitiendo que las partículas enredadas pasen a sus estados cuánticos.

La clave es ese fenómeno de intercambio de enredo.

Imagine dos pares de fotones enredados - A1 y A2, y B1 y B2. Medir uno de cada par, como A1 y B1, enreda a los del mismo sistema en lo que se llama una medición Bell-state.

Lo que esto significa es que A2 y B2 están, en virtud de sus anteriores socios, ahora también enredados -aunque nunca antes se han dado la mano.
Esta es la parte de intercambio del enredo, y puede formar la base de un repetidor que permite copiar mensajes cuánticos a corta distancia para otro viaje sin ser considerados como espías.

Los estados cuánticos son generalmente binarios, lo que los hace poco mejores que un código morse de puntos y guiones.
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Ese no es el fin del mundo, pero si hemos aprendido algo de una historia de la tecnología de la información es que no hay tal cosa como demasiado ancho de banda.

Ahí es donde entra el momento angular orbital. Piensa en ello como una especie de torsión de un fotón, no como la polarización.

En lugar de construir mensajes a partir de los binarios y ceros, o puntos y guiones, el OAM puede ser utilizado para llevar más información por partícula.

Esto no es nuevo en sí mismo, pero anteriormente, el envío de información codificada como este tipo de modo espacial requería un gran número de fotones para cubrir la distancia.

El intercambio de enredo significa que esos fotones pueden ser enviados en repeticiones de distancias cortas. Además, se podrían utilizar otros tipos de modos espaciales para transportar información, abriendo el camino a un número virtualmente infinito de canales.

La mecánica cuántica puede ser lo suficientemente rara como para dejar a Einstein con un dolor de cabeza, pero será mejor que se acostumbre. El futuro se vuelve cada vez más espeluznante.

Vía | Nature Communications