Un grupo de científicos chinos, liderado por Jian-Wei Pan, ha logrado que un fotón se teletransporte al espacio desde la Tierra por primera vez. La investigación, depositada en el repositorio arXiv pero que todavía no ha sido publicada en una revista científica, habría batido el récord registrado hasta la fecha de entrelazamiento cuántico. El avance ha sido posible gracias al satélite Mozi, lanzado en agosto del año pasado con el propósito de avanzar en el terreno de la comunicación cuántica.
En el verano de 2016, el cohete Long March 2D despegó llevando a bordo a Mozi (también conocido como Micius), llamado así en honor a un filósofo chino del siglo IV a.C. El satélite se situó entonces a unos 500 kilómetros de la superficie de nuestro planeta, en una órbita sincrónica al Sol, de forma que pasaba sobre el mismo punto de la Tierra a la misma hora cada día. Gracias a Mozi, los investigadores asiáticos han podido crear una red para batir el récord de entrelazamiento cuántico, una propiedad por la que las partículas pueden 'conectarse' de algún modo con otras partículas en otras partes del universo.
El teletransporte no significa que podamos mover personas u objetos de un sitio a otro. Este fenómeno, también conocido como teleportación, es algo más complejo, ya que supone la transferencia de estados cuánticos. Y para que dos partículas, como ha sucedido con los fotones que han teletransportado desde la Tierra al espacio, puedan ser teletransportadas, deben estar entrelazadas. Es decir, estos dos objetos cuánticos se tienen que haber originado en el mismo punto e instante y ser descritos matemáticamente por la misma función de onda. El entrelazamiento cuántico significa que ambas partículas están 'conectadas' de alguna manera: lo que le suceda a una partícula también le ocurrirá a la otra, aunque estén separadas por centenares o miles de kilómetros.
Objetivo: sortear la atmósfera
El entrelazamiento permite enviar información de un sitio a otro que esté alejado sin que pase la información por el medio. No por arte de magia, sino por culpa de la física, la información 'desaparecería' de un sitio y 'aparecería' en el otro. "Esa es una forma segura de enviar información porque aún nadie la puede interceptar, sino pasa por el medio nadie la puede interceptar", explicó a Hipertextual hace unos meses Ignacio Cirac, director del Instituto Max-Planck de Óptica Cuántica y cuyo nombre ha sonado en varias ocasiones para el premio Nobel de Física.
Desde el punto de vista teórico, no existe un límite máximo a partir del cual el entrelazamiento cuántico deje de funcionar. Sin embargo, las partículas pueden interactuar con la atmósfera rompiendo el entrelazamiento. Para evitar este problema, el equipo de Jian-Wei Pan utilizó el satélite Mozi, localizado a 500 kilómetros de la superficie de la Tierra, y una base terrestre situada a una altitud de 4.000 metros, en el Tíbet. Después los investigadores generaron parejas de fotones en el laboratorio, enviando uno al satélite y dejando otro en la superficie.
El experimento, que se prolongó durante 32 días, supuso el envío de millones de partículas. Tal y como describen en el artículo depositado en el repositorio arXiv, los científicos chinos consiguieron resultados positivos en 911 casos. De este modo consiguieron completar el primer teletransporte cuántico de qubits o bits cuánticos de un solo fotón desde una base situada en la Tierra hasta un satélite que orbita en el espacio. "El trabajo establece el primer enlace entre la Tierra y un satélite para la teleportación cuántica fiable y de ultralarga distancia, un paso clave para conseguir un internet cuántico a escala global", aseguran los investigadores en el estudio.
China, pionera en el teletransporte
Hace solo unas semanas, los mismos investigadores asiáticos consiguieron batir otra marca de teletransporte cuántico. El mismo equipo de Jian-Wei Pan logró enviar partículas cuánticas a tres estaciones terrestres separadas por 1.203 kilómetros, según publicaron en Science. El anterior récord registrado era de apenas un centenar de kilómetros y se había conseguido enviando partículas sin salir del planeta Tierra.
Los resultados sitúan a China a la vanguardia de la comunicación cuántica. El país asiático ha impulsado el proyecto de investigación QUESS (Quantum Experiments at Space Scale, en inglés), una serie de experimentos cuánticos desde el espacio con los que ha logrado superar con creces los esfuerzos realizados, entre otros, por Europa, Estados Unidos, Rusia y Canadá. Sus resultados nos acercan a un futuro en el que internet podría ser más rápido, barato y, especialmente, más seguro.
La propia Agencia Espacial Europea probó con éxito el teletransporte de información entre las islas de Tenerife y la Palma, separadas por 143 kilómetros, hace cinco años, aunque por aquel entonces las turbulencias atmosféricas causaron ciertos problemas en la teleportación. Los ensayos realizados ahora por los científicos chinos demuestran que el teletransporte cuántico es factible incluso desde el espacio, evitando la interacción con la atmósfera. Su éxito es un paso más hacia la comunicación cuántica, que nos proporciona un método seguro para enviar mensajes secretos.
