Del cine a la realidad: por primera vez logran teletransportar una partícula al espacio
Un equipo de científicos chinos consiguió que una porción de un átomo “viajara” hasta un satélite en órbita. Marca el comienzo de la carrera por las comunicaciones del futuro.
En un punto donde la ciencia de laboratorio se cruza con Hollywood, un equipo de científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China logró por primera vez sacar una partícula de la Tierra y teletransportarla a un satélite en órbita. Los investigadores destacaron la creación de la primera red cuántica del mundo, que abrirá paso a las comunicaciones invulnerables.
Para minimizar las interferencias ambientales, se trasladaron a una estación situada en el Himalaya, a cuatro mil metros de altura. Repitieron el proceso 911 veces y en todas las ocasiones los resultados fueron positivos. Un mes atrás, este mismo equipo era noticia por haber batido el récord de teleportación cuántica con una distancia de 1.200 km en tierra.
“El hallazgo es haber salido del laboratorio para llegar a un satélite que está a 500 kilómetros de distancia. Es un trabajo de miniaturización y automatización. Nunca se había llegado tan lejos. El experimento consta de dos bases, una en la Tierra, que es la que manda, y la espacial, que lo recibe. Es una tarea en donde se transforman las propiedades de un objeto, no es que desaparece de un lugar y aparece en otro. Es decir, los átomos están organizados de una determinada manera, lo que se hace en este caso es desarmar el objeto para conectarlo en otro punto con unas partículas idénticas. Para lograr esto se necesita el recurso del entrelazamiento” explica Christian Schmiegelow, director del Laboratorio de Iones y Átomos Fríos del Grupo de Fundamentos e Información Cuántica del Departamento e Instituto de Física, UBA y Conicet.
Lejos del prodigio cinematográfico que mueve en un instante a una persona de un punto a otro, la teletransportación es un viaje más sutil y en lugar de materia, sólo es capaz de transferir estados cuánticos. La técnica se basa en la propiedad de entrelazamiento, que ocurre cuando dos objetos cuánticos, como los fotones, se forman en el mismo instante y comparten una existencia similar.
“En el mundo cuántico, las partículas pueden estar en varios lugares simultáneos. Esto se conoce como entrelazamiento. Así, uno puede imaginar dos monedas que al estar en estado cuántico serían al mismo tiempo cara y cruz. El tema es que si uno observa ese estado lo destruye o lo convierte en un estado clásico (está o cara o cruz)”, sostiene Alberto Rojo, físico y especialista en mecánica cuántica, autor del libro Borges y la física cuántica: Un científico en la biblioteca infinita de editorial Siglo XXI.
La gesta comenzó el año pasado, cuando un cohete Long March 2D despegó del Centro de Lanzamiento de Satélites de Jiuquan, en el Desierto de Gobi, llevando un satélite Micius, llamado así en honor al antiguo filósofo chino. El cohete colocó a Micius en una órbita geosincrónica, es decir, que pasa todos los días recorre los mismos puntos de la Tierra.
La sonda, es un receptor fotográfico altamente sensible capaz de detectar los estados cuánticos de fotones o paquetes de energía en una sola partícula, disparados desde el suelo. Micius fue lanzado para permitir a científicos probar varios bloques de construcción tecnológicos para las hazañas cuánticas incluyendo el entrelazamiento, la criptografía, y la teleportation.
“Para teletransportar esa moneda imaginaria al satélite, sin observarla, para preservar su estado cuántico, se entrelaza con una segunda moneda, que podría ser un fotón, que es una partícula de luz. Este entrelazamiento, que es algo muy delicado, puede mantenerse a la distancia. Entonces mando ese fotón al satélite y la persona que lo recibe lo entrelaza a su vez con otra moneda. Así, nos quedan dos entidades entrelazadas: moneda y fotón en Tierra con moneda y fotón en el satélite, que están entrelazados entre sí. Si toco algo en la Tierra modifico lo que pasa en el satélite. El siguiente paso es medir ese estado cuántico en la tierra y lo destruye, quedando definido el estado cuántico en el satélite” repasa Rojo.
Este enlace puede ser usado para transmitir información cuántica “descargando” la información asociada con un fotón sobre un enlace enlazado a otro fotón. Este segundo fotón toma la identidad de la primera.
“El resultado es una novedad tecnológica que se basa en la capacidad de poder apuntar desde el satélite un punto definido en la Tierra. Lo que genera un par de fotones en ese entrelazado, uno se envía hacia la estación terrestre y el otro queda en el satélite. En la estación terrestre el fotón que llega desde el satélite se combina con otro que está en la tierra y luego se procede de la manera estándar para ejecutar el protocolo de teletransportar Sion. Esta técnica hoy se aplica cotidianamente en muchos laboratorios. En particular en la Argentina se hizo por primera vez en el laboratorio que dirige el doctor Miguel Larotonda”, apunta Juan Pablo Paz, profesor de la FCEyN e Investigador del Conicet, autor del libro “La física cuántica”, de editorial Siglo XXI.