Teletransporte cuántico

Tenía pendiente este tema desde hace bastante tiempo... Cuando vi por Internet un artículo sobre el teletransporte, no dudé en descargármelo, la cosa se complicó para mí con el término inglés de "qubit", y es que si un bit para mí ya resultan palabras mayores: ¡mezclar la cuántica con el sistema de los ordenadores me parecía demasiado! Menos mal que mi amigo del blog XdCiencia me aclaró que se emplea la terminología porque se refiere a un sistema binario. Antes de que me pusiera las pilas, ya lo explicaron mejor (como siempre) aquí. Pero... no me gusta dejar las cosas a medias, así que busqué otro artículo del tema y en el ínterin me entero de que está entre las predicciones a Premio Nobel. Así que les traigo mis investigaciones al respecto.

Me remonté al primer artículo científico sobre el tema, y descubrí que el teletransporte solo se logra mediante el entrelazamiento cuántico, que es la característica esencial de la mecánica cuántica. Es decir: no somos capaces de transportar un objeto como los trasladores en la saga de Harry Potter: como mucho, se transmite el "estado cuántico" en que se encuentra un sistema a otro sistema cuántico separado una distancia X. 

¿Por qué es importante algo que parece más ciencia-ficción que otra cosa? Porque es un gran paso para la comunicación y computación cuántica. El teletransporte cuántico está detrás de la llamada criptografía cuántica (la manera más probable de enviar un mensaje cifrado), y se ha conseguido demostrar que se puede codificar comprimiendo los datos unidos mediante la mecánica cuántica. 

En este primer artículo nos cuentan cómo se ha logrado transferir una propiedad cuántica (en este caso el estado de polarización) de un fotón al otro. El canal de transmisión se podría calificar de no muy bueno, por lo que es complicado transferir un estado más complejo o masivo.

Aunque el proceso teórico ha sido descrito con bastante exactitud, el llevarlo a la práctica genera más problemas. La principal razón para este lento progreso experimental es que, aunque existen métodos para producir pares de fotones entrelazados, el entrelazamiento de átomos es más reciente.

Pero el problema principal es que durante la teletransportación se destruirá el estado cuántico inicial, mientras es recibido en el otro lado, de manera que ni el emisor ni el receptor obtendrán la información sobre el estado. Un papel clave en el esquema de teletransportación es jugado por un par de partículas entrelazadas auxiliares compartidas por emisor-receptor.

El nombre de teletransporte viene de que la transferencia de información cuántica de la partícula 1 a la partícula 3 puede ocurrir sobre distancias arbitrarias. Experimentalmente, el entrelazamiento cuántico se ha mostrado que sobrevive a distancias del orden de 10 km (¡aunque lo novedoso ahora son 143 km!). Después de conseguir el teletransporte de la partícula 1, esta no estaba disponible en su estado original nunca más, y por tanto la partícula 3 no es un clon sino que es relamente el resultado del teletransporte.

La teletransportación necesita tanto de la producción como de la medida de los estados entrelazados. 

Esta entrada participa en en el XXIV Carnaval de Física alojado en el estupendo blog de Hablando de Ciencia

Referencias

Bouwmeester et al., Experimental quantum teleportation, Nature, Vol. 390, 1997

http://francisthemulenews.wordpress.com/

Yin et al., Teleporting independent qubits through a 97 km free-space channel, arXiv:1205.2024v1 [quant-ph], May 2012

Ununcuadio (2012). Teletransporte cuántico Ninguno DOI: 10.1134/1.567857