Científicos logran teletransportar información cuántica a través de fibra óptica activa por primera vez

Un equipo de investigadores de la Universidad Northwestern y el CERN ha conseguido transmitir estados cuánticos mediante un sistema de fibra óptica que transportaba datos convencionales al mismo tiempo, superando así uno de los mayores obstáculos para la construcción de una internet cuántica funcional a gran escala.

La teletransportación cuántica ha dado un salto del laboratorio a la infraestructura real. Un equipo internacional liderado por la Universidad Northwestern en colaboración con el CERN ha logrado transmitir información cuántica a través de 30 kilómetros de fibra óptica comercial que, al mismo tiempo, transportaba tráfico de datos convencional de alta intensidad. El hito, publicado en la revista Optica, supone un antes y un después en la carrera por desarrollar redes cuánticas funcionales.

Hasta ahora, uno de los principales problemas que enfrentaban los investigadores era la interferencia. La luz utilizada para transmitir información cuántica compite con los millones de fotones del tráfico tradicional de internet, lo que provoca que los estados cuánticos se degraden y pierdan su información. La solución encontrada por el equipo de Prem Kumar consiste en elegir una longitud de onda de luz menos concurrida y añadir filtros especiales que protejan a las frágiles partículas cuánticas del ruido circundante.

El experimento funcionó en un entorno real, no en un laboratorio aislado. Los investigadores tendieron un circuito de 30 kilómetros de fibra óptica sobre el campus de la Universidad Northwestern y sobre la infraestructura del CERN en Ginebra. A través de ese mismo cable hicieron circular tráfico de internet convencional a plena capacidad mientras, simultáneamente, teletransportaban estados cuánticos de un extremo al otro.

El proceso de teletransportación cuántica no se parece en nada a la teletransportación de ciencia ficción. No se mueve materia física de un lugar a otro. En cambio, lo que viaja es la información sobre el estado de una partícula. Dos fotones entrelazados cuánticamente se separan en los dos extremos del cable. Cuando uno de ellos es medido, su estado se destruye pero reaparece instantáneamente en el otro fotón, sin necesidad de que la información recorra físicamente el espacio intermedio. Es la física cuántica en su expresión más pura y desafiante.

Las aplicaciones potenciales de este avance son revolucionarias. Una internet cuántica permitiría comunicaciones completamente seguras, ya que cualquier intento de interceptar un mensaje alteraría irreversiblemente los estados cuánticos, alertando inmediatamente a emisor y receptor. También posibilitaría la conexión de ordenadores cuánticos entre sí, multiplicando exponencialmente su capacidad de cómputo al crear redes de procesamiento distribuidas.

El siguiente paso del equipo de Northwestern es extender la prueba a distancias mayores y probar el sistema en fibra óptica subterránea real, la que conecta ciudades y países. Si los resultados se mantienen, el camino hacia una internet cuántica funcional podría estar mucho más cerca de lo que se creía. El profesor Kumar lo resume con optimismo: “Demostramos que la teletransportación cuántica es posible en cables que ya están siendo utilizados por miles de millones de personas. Es el primer paso para que esta tecnología deje de ser ciencia ficción y se convierta en una realidad cotidiana”.