Un estudio reciente, publicado en la revista Optica, abre la puerta a una comunicación completamente diferente en el futuro, basada en la tecnología cuántica.
De hecho, es un tema de investigación en universidades de todo el mundo, con el fin de identificar cómo se pueden utilizar estas partículas cuánticas para transmitir información. La mecánica cuántica, una rama de la física que estudia el comportamiento de partículas extremadamente pequeñas como átomos y fotones, plantea fenómenos fascinantes como el entrelazamiento cuántico. Este ocurre cuando dos partículas están conectadas de tal manera que lo que le sucede a una afecta a la otra de forma inmediata, incluso si están separadas por grandes distancias. Es como si tuvieran una especie de “telepatía cuántica”.
Esta nueva tecnología implicaría la implementación de canales físicos de comunicación adicionales a los ya existentes, como nuevas líneas de fibra óptica, añadió el académico, lo cual sería muy costoso. Sin embargo, estas recientes investigaciones han demostrado que esta nueva forma de comunicación cuántica puede coexistir en el mismo canal que utilizan los sistemas de comunicación convencional, específicamente en fibra óptica.
Actualmente, la fibra óptica se utiliza para transmitir información mediante tecnologías convencionales basadas en energía lumínica modulada, pero se pensaba que no era posible utilizar la misma fibra para transmitir partículas cuánticas debido a la interferencia que pudiera destruir el entrelazamiento. No obstante, el grupo de investigadores descubrió que esta nueva forma de comunicación puede compartir la misma fibra óptica por la que recibimos señales de televisión, voz, datos y más.
“Es como si en una misma carretera transitaran dos tipos de transporte en carriles diferentes. Eso es lo novedoso”, destacó Escalante Ramírez.
Es crucial que no haya interferencia entre ambos sistemas (el tradicional y el nuevo), y este equipo de científicos lo logró. Es similar a cómo se comparte el espacio electromagnético, donde coexisten diversas señales de radio sin interferirse porque se transmiten a diferentes frecuencias o con diferentes modulaciones.
Cómo funciona
Para enviar un mensaje por cualquier medio de comunicación, se usa algún tipo de energía. En el caso tradicional, a través de un cable de cobre, se envían electrones. En la comunicación por fibra óptica, la señal eléctrica se convierte en luz modulada para ser transportada.
En la comunicación cuántica, se transmiten partículas llamadas fotones, explicó Escalante Ramírez. “Es algo curioso y parece mágico, al grado de que Albert Einstein nunca creyó en ella”.
En este caso, una partícula en un lugar envía un mensaje hacia la que tiene entrelazada, y el mensaje llega de forma inmediata. De hecho, este tipo de comunicación ya ha sido logrado en diversas universidades, y algunos investigadores han conseguido incluso establecer enlaces satelitales.
Lo asombroso de los resultados de esta reciente publicación es que no se necesita crear un canal adicional para la comunicación; se puede utilizar el canal existente de fibra óptica por el que se transmite información mediante métodos convencionales.
Qué sigue
Para llevar a cabo este tipo de comunicación en la práctica, se necesitará equipamiento híbrido, es decir, tecnología que combine sistemas tradicionales con tecnología cuántica. Por ejemplo, para enviar un mensaje de voz, la señal eléctrica debe primero convertirse en señal digital y, después, transformarse en información cuántica.
Esto implica la necesidad de computadoras digitales capaces de transformar datos digitales en los llamados qubits, que son la unidad básica de información cuántica. Una computadora cuántica debe entonces realizar operaciones sobre esos qubits para convertirlos en información cuántica, la cual será teletransportada por dispositivos fotónicos sofisticados.
“Todavía estamos en una fase muy primaria de la comunicación cuántica; apenas son experimentos. Pasarán varios años antes de que se use en la vida cotidiana”, enfatizó el académico universitario.
La ciencia y la tecnología cuánticas, en general, incluyen numerosas áreas que transformarán nuestra vida cotidiana de diversas maneras. Por ejemplo, la computación cuántica permite resolver problemas complejos de manera extremadamente rápida, lo que tendrá un gran impacto en áreas como las finanzas. La tecnología cuántica se está utilizando para desarrollar nuevos materiales con propiedades innovadoras. La ciberseguridad también está experimentando avances gracias a la información cuántica.
