En 2024, un estado cuántico de la luz fue teletransportado con éxito A través de más de 30 kilómetros (alrededor de 18 millas) de cable de fibra óptica en medio de un torrente de tráfico de Internet, una hazaña de ingeniería que una vez se considera imposible.
La impresionante demostración de los investigadores en los Estados Unidos puede no ayudarlo a transmitir a trabajar para vencer el tráfico de la mañana, o descargar sus videos de gatos favoritos más rápido.
Sin embargo, la capacidad de teletransportar los estados cuánticos a través de la infraestructura existente representa un paso monumental para lograr un red informática, cifrado mejoradoo nuevos y poderosos métodos de detección.
“Esto es increíblemente emocionante porque nadie pensó que era posible”, dice Prem Kumar, un ingeniero informático de la Universidad del Noroeste que dirigió el estudio.
“Nuestro trabajo muestra un camino hacia las redes cuánticas y clásicas de próxima generación que comparten una infraestructura de fibra óptica unificada. Básicamente, abre la puerta a empujar las comunicaciones cuánticas al siguiente nivel”.
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Con un pase semejanza con los sistemas de transporte de Star Trek Que los pasajeros fantasmas a través del tiempo y el espacio en un abrir y cerrar de ojos, la teletransportación toma las posibilidades cuánticas de un objeto en un lugar y, al destruirlo cuidadosamente, obliga al mismo equilibrio de posibilidades en un objeto similar en otro lugar.
Aunque los actos de medir los dos objetos sellan sus destinos en el mismo instante, el proceso de enredar sus identidades cuánticas aún requiere enviar una sola ola de información entre puntos en el espacio.
Al igual que el hilo dental en una ducha de primavera, el estado cuántico de cualquier objeto es un frotis nebuloso de posibilidad en riesgo de derretirse en la realidad momentos después de la creación. Las ondas electromagnéticas de radiación y el golpe y la matanza térmica de las partículas en movimiento reducen rápidamente la importancia cuántica hacia decoherencia Si no está protegido de alguna manera.
Protegido de estados cuánticos Computadoras internas es una cosa. Enviar un solo fotón a través de fibras ópticas tarareando con transacciones bancarias, videos de gatos y mensajes de texto mientras protege su estado cuántico es mucho más desalentador. También podría lanzar su hilo de hadas cuántico en el Mississippi y esperar que tenga un sabor tan bueno al final.
Para preservar el precioso estado de su fotón solitario contra una corriente de 400 gigabit por segundo del tráfico de Internet, el equipo de investigadores aplicó una variedad de técnicas para restringir el canal del fotón y reducir las posibilidades de que se dispersen y mezclar con otras ondas.
“Estudiamos cuidadosamente cómo se dispersa la luz y colocó nuestros fotones en un punto judicial donde se minimiza ese mecanismo de dispersión”. dice Kumar.
“Descubrimos que podríamos realizar la comunicación cuántica sin interferencia de los canales clásicos que están presentes simultáneamente”.
Mientras que otros grupos de investigación habían transmitido con éxito información cuántica junto con flujos de datos clásicos en simulaciones de Internet, el equipo de Kumar fue el primero en teletransportar un estado cuántico junto con una transmisión real de Internet.
Cada prueba sugiere además La Internet cuántica es inevitabledar a los ingenieros informáticos un conjunto de herramientas completamente nuevo para medir, monitorear, encriptar y calcular nuestro mundo como nunca antes, sin necesidad de reinventar Internet para hacerlo.
“La teletransportación cuántica tiene la capacidad de proporcionar conectividad cuántica de forma segura entre los nodos geográficamente distantes”. dice Kumar.
“Pero muchas personas han asumido durante mucho tiempo que nadie construiría infraestructura especializada para enviar partículas de luz. Si elegimos las longitudes de onda correctamente, no tendremos que construir una nueva infraestructura. Las comunicaciones clásicas y las comunicaciones cuánticas pueden coexistir”.
Esta investigación fue publicada en Óptica.
Una versión anterior de este artículo se publicó en diciembre de 2024.