La teletransportación cuántica llevará internet a la velocidad de la luz

La teletransportación cuántica permite transmitir información entre dos partículas cuánticas enlazadas sin importar la distancia que las separe. A diferencia de la teletransportación de la ciencia ficción, que envía materia de un punto a otro del espacio, la teletransportación cuántica envía información. 

A finales de 2020, un equipo de investigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA lograron teletransportar un pequeño conjunto de información cuántica transportando los qubits —como si fueran fotones— a lo largo de 44 kilómetros. Se conservó el 90 % de la información. ¿Imaginas ya las posibilidades? 

¿Qué es la teletransportación cuántica? 

La teletransportación cuántica es una forma de enviar información usando la técnica del entrelazamiento cuántico por la que dos partículas se encuentran unidas a través del espacio. Este entrelazamiento cuántico, llamado “acción fantasmagórica a distancia” por Einstein, es un fenómeno por el que dos partículas individuales actúan como un sistema de onda única. 

Esto es un poco complicado, pero para que nos entendamos: ¿y si dos mentes, en lugar de actuar por separado, compartiesen exactamente los mismos pensamientos en tiempo real? Estas dos mentes podrían hacer un experimento interesante: mientras una de ellas está sentada en clase y escucha a un profesor, la otra puede repetir en otra clase lo que el profesor está diciendo. 

Este efecto va más allá de este ejemplo de walkie-talkie, porque las partículas en cuestión, aunque son dos, funcionan como una. Se comportan como si fuesen la misma cosa en el espacio. Así que lo que se le haga a una, la otra lo reproduce, y viceversa. Están conectadas o entrelazadas. 

Es importante destacar que esta transmisión de información no puede ir más rápido que la velocidad de la luz, que es la máxima velocidad a la que es posible transportar información por el universo. Estas correlaciones hacen que al actuar sobre una partícula la otra (entrelazada) imite ese comportamiento. Es a este envío de información a través del espacio a la velocidad de la luz a lo que se le llama teletransportación cuántica. 

Lo que se ha logrado hasta ahora 

Como adelantábamos, un equipo de investigadores ha logrado enviar varios qubits de información (bits cuánticos) de un lugar del espacio a otro. Puede que enviar información a 44 kilómetros de distancia no suponga un hito relevante —después de todo en la Luna hay un espejo sobre el que se hacen experimentos a diario, y la señal enviada desde la Tierra recorre 384 400 km de ida y los mismos de vuelta a la velocidad de la luz— pero lo es. 

La primera clave está en la forma en que se ha enviado dicha información. Por un lado, fue necesario unificar dos partículas en forma de entrelazamiento cuántico, es decir, que funcionen como una sola; por otro, transportar una de las dos partículas a 44 kilómetros, y, finalmente habilitar un sistema que leyese la partícula del otro lado sin influenciarla con la medición en la información. 

La segunda clave está precisamente en ese último punto, en la altísima fidelidad con la que ha sido enviada (y decodificada) la información. Este aspecto es, quizá, el más complejo de toda la operación. Y es que no es posible medir un sistema sin alterarlo de forma sustancial. Para ver qué hace una partícula, se han de arrojar fotones contra ella y comprobar cómo rebotan. De hecho, así es como vemos los humanos: fotones de luz rebotando contra objetos que luego llegan a nuestro ojo. 

Leer la información de la segunda partícula sin modificar dicha información es todo un reto logístico. Y hacerlo con un 90 % de éxito, un logro impresionante de la ciencia. Claro que, todo este experimento, ¿a dónde lleva? ¿Para qué podría servir? 

¿Para qué servirá la teletransportación cuántica? 

Internet funciona conectando ordenadores mediante impulsos eléctricos, de radio o fotónicos. Aunque un físico expresaría que son tres manifestaciones del mismo fenómeno mecánico, en el ámbito de la ingeniería el cómo influye mucho. La vía más rápida para enviar información por internet es mediante fibra óptica sobre la que los fotones de luz rebotan hasta que la recorren. 

La idea es fantástica, pero la fibra óptica (como los cables de cobre) tiene limitaciones y retos. Cada cierta distancia, por ejemplo, hace falta un dispositivo que lea la información, corrija los errores y vuelva a enviarla hasta el siguiente punto de control. Todo esto se hace en fracciones de segundo, pero comparado con la velocidad de la luz es lento y presenta errores importantes. 

Una teletransportación cuántica operativa haría posible el llamado internet cuántico, una forma de internet en la que enviar enormes cantidades información a la velocidad de la luz sin necesidad de paradas intermedias. Para entender la magnitud de la propuesta, hablamos de la diferencia entre el telégrafo y el teléfono analógico, entre el teléfono analógico y el digital, o el cobre frente a la fibra óptica. Un salto cualitativo de gran importancia.