Durante años, el internet cuántico ha parecido una tecnología destinada a laboratorios extremadamente controlados, donde cada vibración, temperatura y señal luminosa puede mantenerse bajo vigilancia. El problema es que una futura red cuántica no podrá vivir eternamente en esas condiciones. Tendrá que atravesar ciudades, recorrer kilómetros y convivir con el mismo entorno que hoy soporta nuestras comunicaciones convencionales. Ahora, un experimento acaba de demostrar que quizá ese futuro esté un poco más cerca.
Un equipo de investigadores consiguió distribuir fotones entrelazados utilizando una infraestructura que, a simple vista, no tiene nada de extraordinaria: fibra óptica convencional instalada incluso sobre postes y expuesta directamente a las condiciones de la calle. © ChatGPT / Gizmodo. El enemigo estaba escondido en los cables El internet que utilizamos todos los días funciona enviando información mediante señales que pueden recorrer enormes distancias por redes de fibra óptica . Aunque existen mecanismos para proteger esos datos, la información sigue dependiendo de sistemas físicos convencionales que pueden ser interceptados o manipulados. La comunicación cuántica plantea un enfoque completamente diferente.
En lugar de limitarse a transportar bits tradicionales, utiliza propiedades de partículas como los fotones y fenómenos como el entrelazamiento cuántico. Una de sus grandes promesas es que cualquier intento de interferir con determinados estados cuánticos puede dejar huellas detectables y comprometer la propia información transmitida. Pero esta ventaja tiene un precio: los estados cuánticos son extraordinariamente frágiles. Una vibración que apenas tendría consecuencias para una comunicación convencional puede modificar las propiedades de un fotón.
Lo mismo puede ocurrir con cambios de temperatura, movimientos mecánicos o alteraciones en la polarización de la luz. Por eso, construir una red cuántica no consiste únicamente en conseguir que dos partículas estén entrelazadas. El verdadero desafío es mantener esa relación mientras los fotones recorren una infraestructura sometida constantemente a las condiciones del mundo real. Y ahí es donde este experimento resulta especialmente interesante. 62 kilómetros a través de un entorno que no perdona Investigadores del National Institute of Standards and Technology (NIST), dirigidos por Thomas Gerrits, consiguieron distribuir fotones entrelazados a través de 62 kilómetros de fibra óptica convencional.
Una parte significativa de ese recorrido estaba instalada de manera aérea, suspendida de postes y expuesta directamente al entorno. La fibra conectaba instalaciones del NIST con la Universidad de Maryland. Durante el recorrido, la señal tuvo que enfrentarse a factores que difícilmente aparecerían en un experimento perfectamente controlado: vibraciones, viento, cambios de temperatura y tráfico. Incluso pequeñas perturbaciones mecánicas pueden alterar las características de la fibra .
En este caso, la información cuántica estaba codificada en la polarización de los fotones, es decir, en la orientación del campo eléctrico de la luz. Cualquier modificación de las condiciones físicas del cable podía afectar precisamente a esa propiedad. El desafío puede imaginarse como intentar mantener una brújula perfectamente orientada mientras la superficie sobre la que descansa está en constante movimiento. El resultado, sin embargo, fue positivo.
El sistema consiguió mantener el comportamiento necesario a pesar de encontrarse en un entorno mucho menos estable de lo habitual. El estudio, publicado en Journal of Optical Communications and Networking, no establece un récord absoluto de distancia para el entrelazamiento cuántico. Experimentos anteriores han alcanzado distancias mucho mayores mediante infraestructuras especializadas y, en algunos casos, utilizando satélites. La diferencia está en las condiciones.
Esta vez, los investigadores no intentaron eliminar por completo el ruido del mundo exterior. Intentaron demostrar que una red cuántica puede funcionar a pesar de él. Qué ocurre realmente cuando dos fotones están entrelazados El entrelazamiento cuántico es uno de los fenómenos más extraños de la física moderna. Dos partículas pueden quedar vinculadas mediante una relación entre sus estados cuánticos, incluso cuando se encuentran separadas físicamente por una distancia considerable.
Cuando se mide una de ellas, el resultado está relacionado con el estado de la otra. Esto no significa que sea posible utilizar el fenómeno para enviar mensajes instantáneamente ni para superar la velocidad de la luz . El entrelazamiento no permite transmitir información de esa manera. Su importancia para las futuras redes cuánticas es diferente.
El fenómeno puede servir para compartir estados cuánticos entre distintos lugares y crear sistemas de comunicación que aprovechen las propiedades fundamentales de la mecánica cuántica. En ese escenario aparece el concepto de internet cuántico: una infraestructura diseñada no para sustituir al internet convencional, sino para conectar dispositivos capaces de trabajar con información cuántica. Entre sus posibles aplicaciones se encuentra la distribución de claves criptográficas extremadamente seguras. También podría permitir conectar ordenadores cuánticos ubicados en diferentes lugares y hacer que trabajen de forma coordinada.
Pero las posibilidades van incluso más allá de la informática . Los investigadores plantean escenarios en los que redes cuánticas podrían conectar instrumentos científicos situados a grandes distancias. Por ejemplo, varios telescopios podrían utilizar sistemas cuánticos coordinados para realizar determinadas mediciones con capacidades que serían difíciles de conseguir mediante una infraestructura convencional. El verdadero avance puede estar fuera del laboratorio La importancia de este experimento no está en haber establecido la mayor distancia jamás recorrida por partículas entrelazadas.
Su valor está en haber puesto a prueba una cuestión mucho más práctica: ¿puede una red cuántica sobrevivir en las condiciones donde ya funciona internet? La respuesta obtenida en esta prueba resulta alentadora. Las redes actuales aprendieron hace décadas a convivir con carreteras, edificios, viento, cambios térmicos y todo tipo de interferencias. El internet cuántico tendrá que superar el mismo desafío si algún día quiere abandonar los laboratorios y convertirse en una infraestructura real.
El experimento demuestra que la fibra óptica convencional, incluso cuando está expuesta a un entorno impredecible, puede servir como escenario para transportar información cuántica. Todavía queda un largo camino antes de que podamos hablar de una auténtica red cuántica global. Será necesario desarrollar mejores fuentes de fotones, dispositivos capaces de almacenar y repetir información cuántica y sistemas que permitan conectar numerosos nodos sin perder los delicados estados que hacen posible estas comunicaciones. Pero hay algo que ha cambiado.
Hasta ahora, uno de los grandes interrogantes era si la fragilidad de la información cuántica sería compatible con el mundo exterior. Este experimento acaba de proporcionar una respuesta parcial: quizá los cúbits no necesiten un mundo perfecto para funcionar. Y si esa idea se confirma en pruebas cada vez más grandes, el futuro del internet cuántico podría no comenzar con cables nuevos y completamente aislados, sino utilizando algo que ya está instalado sobre nuestras calles. [Fuente: La Razón ]