Investigadores de la Universidad Northwestern y colaboradores internacionales ha logrado un hito que podría transformar el futuro de internet: la primera demostración de teleportación cuántica en fibras ópticas que ya transportan tráfico convencional de telecomunicaciones.
Hasta ahora, los experimentos de teleportación cuántica se habían realizado en fibras dedicadas exclusivamente a señales cuánticas. El desafío era enorme: las fibras que sostienen el internet actual están saturadas de señales clásicas de alta potencia, que generan ruido y dificultan la transmisión de información cuántica. Sin embargo, este nuevo estudio muestra que ambas tecnologías pueden coexistir en la misma infraestructura.
La teleportación cuántica no es como en las películas de ciencia ficción. No se trata de mover objetos físicos de un lugar a otro, sino de transferir el estado cuántico de una partícula a otra distante sin necesidad de transmitirla directamente. Esto se logra gracias al fenómeno del entrelazamiento cuántico, que conecta dos partículas de manera que lo que ocurre en una afecta instantáneamente a la otra.
Este proceso es clave para aplicaciones como la computación cuántica en red, la criptografía avanzada y los futuros repetidores cuánticos, que permitirán comunicaciones seguras a gran escala.
El experimento de transmisión
Los científicos lograron transmitir estados cuánticos a lo largo de 30,2 kilómetros de fibra óptica que simultáneamente transportaba tráfico clásico de 400 gigabits por segundo. Para proteger la fidelidad de las señales cuánticas frente al ruido generado por la luz clásica, aplicaron varias técnicas innovadoras:
- Uso de canales cuánticos en la banda O (1290 nm), menos afectados por el ruido Raman.
- Filtros espectrales muy precisos para eliminar fotones no deseados.
- Detección por coincidencia de múltiples fotones, que mejora la señal frente al ruido.
El resultado fue sorprendente: incluso con potencias clásicas elevadas, la fidelidad de la teleportación se mantuvo por encima del 89%, muy superior al límite que se puede alcanzar con métodos puramente clásicos.
Jordan M. Thomas, autor principal, explicó:
“Este es el primer paso para demostrar que las redes cuánticas pueden desplegarse sobre la infraestructura de fibra que ya existe. No necesitamos construir un internet paralelo, podemos aprovechar el mismo cableado que conecta al mundo”.
Por su parte, Prem Kumar, coautor del estudio, añadió:
“Nuestros resultados muestran que es posible integrar operaciones cuánticas avanzadas en las fibras que hoy sostienen el tráfico global. Esto abre la puerta a aplicaciones de gran escala sin costos prohibitivos”.
Implicaciones
El hallazgo tiene un impacto directo en el futuro de las telecomunicaciones:
- Permite imaginar un internet cuántico que funcione sobre las mismas fibras que usamos hoy.
- Facilita la integración de tecnologías cuánticas sin necesidad de instalar nuevas redes.
- Refuerza la seguridad de las comunicaciones, ya que la teleportación cuántica es inmune a la interceptación clásica.
Además, los investigadores señalan que este avance podría escalarse para soportar terabits por segundo de tráfico clásico junto con operaciones cuánticas, lo que demuestra la viabilidad de un sistema híbrido.
Este descubrimiento marca un antes y un después en la carrera hacia el internet cuántico. La coexistencia de señales cuánticas y clásicas en la misma fibra no solo es posible, sino que puede hacerse con alta fidelidad y eficiencia. El futuro de las comunicaciones seguras y de la computación distribuida está un paso más cerca.
Con información de revisa Optica
