Teleportación

El teletransporte actual de las propiedades de un número pequeño de partículas a medias distancias ha supuesto un gran avance en la computación cuántica…

Avances en la Teleportación

La teletrasnportación de un objeto atómico macroscópico a medias distancias ya es un hecho real…

La teletrasnportación de un objeto atómico macroscópico a medias distancias ya es un hecho real…

Cuando los científicos hablan de “teletransportación”, se refieren a la transferencia de estados cuánticos, que son propiedades físicas como la energía, el movimiento y el campo magnético del átomo. Uno de los inconvenientes que presenta la cuántica es el principio de incertidumbre de Heisenberg que establece que, a escalas microscópicas, cuanta mayor precisión se tenga en medir la posición de una partícula, menor precisión se tendrá para determinar su velocidad, y viceversa.

La idea de la teletransportación no es nueva y se remonta a 1993, cuando el físico Charles Bennet y un equipo de investigadores de IBM confirmaron que la teleportación del quantum era posible, es decir, que el estado cuántico de un objeto, es decir, su estructura más elemental, podía en teoría ser teletransportada. En realidad, de lo que se habla es de transportar su estructura, es decir, su esencia última, y no la materia del objeto, que permanece inamovible tanto en el punto de partida como de llegada.

En 2002, científicos de la Universidad Nacional de Australia consiguieron desintegrar un rayo láser y hacerlo aparecer, casi instantáneamente, un metro más lejos. Un año después, el equipo del profesor Nicolas Gisin, de la Universidad de Ginebra, consiguió transferir las propiedades de un fotón a otro fotón que estaba distante dos kilómetros.

Físicos austriacos, dirigidos por el profesor Rainer Blatt de la Universidad de Insbruck, así como el equipo de científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de Boulder (Colorado), lograron, en 2004, teletransportar “estados cuánticos” entre átomos de dos formas diferentes, lográndolo así, por primera vez, con partículas masivas. Esta diferencia de proceder abrió el camino a nuevas posibles variantes para conseguirlo.

En 2005, el profesor Eugene Polzik y su equipo del Instituto Niels Bohr en la Universidad de Copenhague en Dinamarca, junto con el Max-Planck Institut for Quantum Optics de Alemania, dirigido por el español Juan Ignacio Cirac Sasturain, consiguieron teletransportar un objeto atómico macroscópico (muy pequeño pero visible para el ojo humano sin microscopio), es decir, teletransportaron el estado cuántico de hasta 500 fotones a varios billones de átomos. La transmisión de información cuántica se realizó a distancias de 100 km, usando la luz como vehículo, con unos resultados en los niveles de éxito en las transmisiones de 70%.

Los números cuánticos de los átomos…

Entrelazamiento o Entanglement

La consecución de la teletransportación se debe al entrelazamiento cuántico. Esta propiedad, predicha ya en 1935 por Einstein, Podolsky y Rosen (en lo sucesivo EPR) en su formulación de la llamada paradoja EPR, en un principio planteada por sus autores como un argumento en contra de la mecánica cuántica. Los sistemas físicos que sufren entrelazamiento cuántico son típicamente sistemas microscópicos, pues en el ámbito macroscópico esta propiedad se pierde en general debido al fenómeno de la decoherencia.

Dos fotones que nacen de una misma fuente coherente estarán entrelazados. Entonces, lo que le ocurra a uno de los dos fotones influirá de forma instantánea a lo que le ocurra al otro, aunque estén separados una distancia, dado que sus distribuciones de probabilidad están indisolublemente ligadas con la dinámica de ambas. Este hecho, que parece burlar el sentido común, ha sido comprobado experimentalmente, e incluso se ha conseguido el entrelazamiento triple, en el cual se entrelazan tres fotones.

Lo que hacen en el experimento estos fotones gemelos es jugar el papel de terminales para la transmisión. Se coloca la partícula que se quiere teletransportar junto a uno de ellos sufriendo una serie de efectos en este encuentro cuántico, que son medidos por una serie de instrumentos. Estos cambios son registrados por el fotón gemelo, induciéndolos en la partícula que se encuentre junto a él, convirtiéndose en una copia idéntica de la primera partícula así verificada por los instrumentos de medición.

Ordenadores Cuánticos

En 2005 apareció un ordenador cuántico de 3 qubits, en 2007 de 16…

En 2005 apareció un ordenador cuántico de 3 qubits, en 2007 de 16…

Los resultados de los experimentos en teletransportación suponen un gran avance en el campo de la computación cuántica, al representar un gran progreso en la búsqueda de computadoras ultra-rápidas que podrán transmitir información a la velocidad de la luz. En las computadoras del futuro, esta información conformaría los qubits, la versión cuántica de los bits digitales (1 y 0) que se utilizan en la actualidad. La importancia de sustituir al fotón por el electrón como medio de transmisión de la información radica en la velocidad, que hará que las computadoras cuánticas sean entre un millón y mil millones de veces más rápidas que la mejor computadora disponible en la actualidad.

Para construir materialmente una computadora cuántica se necesitarían millones de átomos. Cuantos más átomos uno quiere controlar, más difícil se hace mantener los estados, ya que la interacción con el medio ambiente destruye el entrelazamiento e impide que la computadora funcione. Esto hace que la teletransportación de personas todavía pertenezca a la ciencia ficción…

Referencias:
http://es.wikipedia.org/wiki/Entrelazamiento_cu%C3%A1ntico
http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_3815000/3815275.stm
http://www.tendencias21.net/index.php?action=article&id_article=67954

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3 Comentarios

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