sábado, 20 de junio de 2015

Internet cuántico: El primer teletransporte a una memoria cuántica en estado sólido

Un dispositivo es capaz de teletransportar información cuántica a una memoria cuántica de estado sólido a través de fibra de telecomunicaciones, una capacidad esencial para el futuro cuántico de internet

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El teletransporte cuántico es la capacidad de hacer una transmisión desde una ubicación a otra sin viajar por del espacio a través de las dos. La materia en sí misma no viaja, sólo la información que la describe. Ésta se transmite a un nuevo cuerpo que toma la identidad de la original.

Pero aunque los fans de la ciencia ficción se han centrado en el cuerpo en cuestión, los físicos cuánticos están más interesados ​​en la información. Para ellos, el teletransporte es una tecnología que permite una nueva generación de tecnologías de procesamiento de información, entre ellas el internet cuántico, con el que la información puede ser transmitida con una seguridad perfecta.

Uno de los componentes básicos del internet cuántico serán los routers cuánticos, capaces de recibir información cuántica desde una ubicación y dirigirla a otra sin destruirla. Por tanto hay una carrera en marcha por demostrar este tipo de tecnología, que tiene el potencial de revolucionar las comunicaciones.

En la actualidad, Félix Bussières desde la Universidad de Ginebra en Suiza y algunos colegas aseguran haber dado un paso importante en esta dirección. Han teletransportado información cuántica a un cristal dopado con iones de tierras raras, una especie de memoria cuántica. Pero lo más importante es que, por primera vez, lo han hecho usando fibra óptica común, la misma que se usa en las telecomunicaciones en todo el mundo.

Uno de los principales requisitos para el teletransporte generalizado es el entrelazado de fotones con una longitud de onda compatible con la fibra de telecomunicaciones. No es tan fácil producir algo así ya que los fotones entrelazados deben ser compatibles con los saltos de energía discreta en la memoria cuántica. "Esta longitud de onda está normalmente lejos de la región de baja pérdida de la fibra óptica estándar", señalan Bussières y compañía.

Así que el truco que han perfeccionado consiste en generar pares de fotones entrelazados con diferentes longitudes de onda. El primero tiene una longitud de onda de 883nm (infrarrojo cercano), que resulta compatible con un tipo de memoria cuántica hecha de cristales de ortosilicato de itrio dopados con neodimio. El segundo tiene una longitud de onda de 1338nm (infrarrojo medio), que pasa fácilmente a través de la fibra óptica de telecomunicaciones.

El estado cuántico a teletransportar es la polarización de un fotón de 1338nm. Así que envían la señal de 883nm a la memoria cuántica, donde se almacena mientras se transmite la señal de 1338 a través de 12 kilómetros de fibra a otro aparato que prepara un tercer fotón (también de 1338 nm) con la polarización a teletransportar.

Y es ahí cuando tiene lugar el teletransporte. Cuando estos dos fotones de 1338nm interactúan de una forma determinada, la polarización es transportada a la memoria cuántica en el otro extremo del experimento.

Las mediciones que ha hecho el equipo de estos fotones muestran que el estado de polarización es en efecto teletransportado tal y como sugiere la mecánica cuántica. (Una parte crucial del experimento es una nueva generación de detectores de fotones individuales capaces de detectar fotones de telecomunicaciones con una eficiencia mucho mayor de lo que había sido posible hasta ahora).

Por tanto, esto demuestra por primera vez todos los componentes necesarios para llevar a cabo el teletransporte a través de una red de telecomunicaciones estándar a una memoria cuántica de estado sólido.

Eso es un paso adelante pequeño aunque significativo. Si queremos lograr un internet cuántico, este es el tipo de componentes que lo harán posible.

Ref: arxiv.org/abs/1401.6958: Quantum Teleportation From A Telecom-Wavelength Photon To A Solid-State Quantum Memory

Fuente : NotysWeb


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