Tecnologías cuánticas

La energía también se puede teletransportar

Un experimento abre nuevas posibilidades al desarrollo del futuro Internet cuántico

La energía también se puede teletransportar
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EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE

No solo la información, la energía también se puede teletransportar en el mundo cuántico, lo que podría tener implicaciones significativas para el desarrollo del futuro Internet cuántico.

A pesar de lo que nos muestra la ciencia ficción, no existe un mecanismo conocido que permita la teletransportación, ya que es físicamente imposible que un objeto físico, desde una moneda a una botella, puedan trasladarse de un lugar a otro del espacio sin recorrer un trayecto e invertir un periodo de tiempo en ese desplazamiento.

Sin embargo, fuera del mundo físico ordinario, la teletransportación no solo existe, sino que se aplica eficazmente en campos como la óptica y la computación cuánticas, aunque exactamente no se trata de la teletransportación que contemplaríamos en el mundo de las monedas y las botellas.

El profesor Nicolas Gisin, de la Universidad de Ginebra, pionero en teletransportación cuántica, explica que la materia y la energía no pueden ser teletransportadas, pero sí la identidad cuántica de una partícula, es decir, la información que contiene.

Para ello hay que apoyarse en el entrelazamiento cuántico, una propiedad del mundo subatómico que permite alterar simultáneamente el estado de dos partículas, aunque ambas estén separadas entre sí por distancias considerables.

Partículas entrelazadas

Cuando ocurre este entrelazamiento, que no es fácil de conseguir ni de mantener, cualquier modificación que sufre una de las partículas la reproduce instantáneamente la otra, una característica de la física cuántica que compromete la noción clásica de tiempo y de espacio.

Gisin lo comprobó en un sonado experimento del que informó en 2005, cuando transportó el estado cuántico de un fotón entre dos laboratorios unidos entre sí por una línea de fibra óptica de dos kilómetros de largo.

Esa distancia se ha alargado en experimentos posteriores hasta casi 50 kilómetros e incluso ha llegado a los 143 kilómetros, cuando se han utilizado satélites para teletransportar fotones entre las islas de La Palma y Tenerife, tal como ocurrió en 2012.

Gracias a estos desarrollos, la teletransportación se ha convertido en un fenómeno de uso corriente en los laboratorios de óptica cuántica y en la computación cuántica.

Nueva etapa histórica

Sin embargo, la historia de la teletransportación no ha terminado con el envío de la información contenida en una partícula, ya que en el año 2000 el físico japonés Masahiro Hotta, de la Universidad de Tohoku, propuso la idea de la teletransportación de la energía cuántica (no de la información) y trabajó para desarrollar su base teórica, una idea que ahora ha comenzado a andar.

La teletransportación de la energía cuántica, en vez de la información, se basa en que la energía de cualquier sistema cuántico está en constante fluctuación: estas fluctuaciones pueden aprovecharse para transferir energía de una parte del sistema a otra, sin que esa energía viaje a través del espacio existente entre ambos extremos.

Al igual que ocurre con la información, para teletransportar energía también es necesario utilizar el entrelazamiento cuántico.

Teletransportando energía

Pues bien, el investigador kazuki ikeda, de la Universidad de Stony Brook, en el Estado de Nueva York, ha conseguido ahora por primera vez concretar el sueño de Hotta: teletransportar energía en un ordenador cuántico. Ikeda escribió el algoritmo cuántico que pone en práctica la idea de Hotta y luego usó ordenador cuántico de IBM para ejecutarlo. Y funcionó.

Ikeda explica que se trata de la "primera realización de teletransportación de energía cuántica en hardware cuántico real” y añade que la capacidad de teletransportar energía podría tener implicaciones significativas para el desarrollo del futuro Internet cuántico.

Aunque en el ordenador cuántico de IBM solo pudo teletransportar energía a distancias aproximadamente del tamaño de un chip, Ikeda considera posible teletransportar energía cuántica a distancias mucho más largas.

Señala que la infraestructura ya está disponible para teletransportar energía a través de enlaces de fibra óptica ya existentes, como los que unen su universidad con el Laboratorio Nacional de Brookhaven, separados entre sí por 158 kilómetros.

Habría que comprobarlo porque la distancia es considerable, teniendo en cuenta los desarrollos conseguidos con la teletransportación de información, aunque Ikeda considera que habría que esperar a los primeros nodos del Internet cuántico, que se calcula estarán operativos en menos de una década.

Largo camino

La revista Discover, sin embargo, es cautelosa respecto a esta posibilidad, porque todavía queda por demostrar que la teletransportación pueda transmitir cantidades significativas de energía. Una reserva razonable.

Otra pregunta interesante que plantea este desarrollo, según la citada revista, es en qué medida la teletransportación de energía es diferente de la teletransportación de información y dónde radica la diferencia. Eso todavía no se ha analizado.

Aclararlo debería ayudar a descifrar la naturaleza más profunda del universo y los verdaderos papeles que juegan la información, la energía y otros elementos primitivos en nuestra realidad, concluye Discover.

Referencia

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First Realization of Quantum Energy Teleportation on Quantum Hardware. Kazuki Ikeda. arXiv:2301.02666v2 [quant-ph]