Teletransportación cuántica: Éxito en redes de fibra óptica compartida
Investigadores en EE.UU. demuestran que las comunicaciones cuánticas y clásicas pueden coexistir en una infraestructura de fibra óptica.
En un avance sin precedentes, un grupo de investigadores de diversas instituciones científicas en Estados Unidos logró realizar la teletransportación cuántica a través de un cable de fibra óptica que también transmitía señales de Internet. Este hito fue reportado por la Universidad de Northwestern y abre las puertas a la integración de redes cuánticas y clásicas en una sola infraestructura.
La teletransportación cuántica es una tecnología revolucionaria que permite compartir información de forma segura y rápida a largas distancias, sin necesidad de transmitirla físicamente. Este proceso se basa en el entrelazamiento cuántico, un fenómeno en el que dos partículas se conectan de tal manera que el estado de una influye instantáneamente en el estado de la otra, independientemente de la distancia que las separe.
Sin embargo, hasta ahora existía incertidumbre sobre si esta tecnología podría coexistir con las redes de comunicación clásicas en las fibras ópticas utilizadas para transmitir grandes volúmenes de datos convencionales. «Las señales ópticas convencionales para las comunicaciones clásicas suelen estar compuestas por millones de partículas de luz», explicó Prem Kumar, investigador principal del estudio. En contraste, «la información cuántica utiliza fotones individuales», destacó.
¿Cómo lograron combinar las dos tecnologías?
El estudio, publicado en la revista Optica, demostró por primera vez que es posible integrar redes cuánticas y clásicas en una infraestructura de fibra óptica compartida. Este logro representa un paso fundamental hacia el desarrollo de redes cuánticas escalables y ampliamente disponibles.
Uno de los mayores desafíos fue minimizar las interferencias entre los fotones cuánticos, extremadamente delicados, y las millones de partículas de luz que constituyen el tráfico de Internet. Para abordar este problema, los investigadores ajustaron la longitud de onda de los fotones cuánticos para evitar la sobresaturación y desarrollaron filtros especializados que redujeron significativamente las interferencias del tráfico regular de datos.
En las pruebas, los científicos instalaron fuentes de fotones en ambos extremos de una fibra óptica de 30 kilómetros y transmitieron simultáneamente señales clásicas y cuánticas. Desde el centro de la línea se realizaron mediciones para evaluar la calidad de los datos cuánticos recibidos. Los resultados confirmaron que, a pesar del intenso tráfico óptico convencional, la información cuántica se transmitió con éxito.
Los próximos pasos
El equipo de investigación planea extender estas pruebas a distancias mayores y aumentar la complejidad del sistema utilizando dos pares de fotones entrelazados en lugar de uno solo. Este enfoque permitirá demostrar el intercambio de entrelazamientos, un componente esencial para el desarrollo de redes cuánticas más avanzadas.
Además, los investigadores están considerando realizar pruebas con cables ópticos subterrráneos reales en lugar de los carretes de laboratorio que utilizaron hasta ahora. Este paso sería crucial para trasladar esta tecnología experimental al ámbito comercial y a la infraestructura de telecomunicaciones actual.
Impacto en el futuro de las comunicaciones
La posibilidad de integrar comunicaciones cuánticas y clásicas en una sola red no solo podría revolucionar la seguridad y velocidad de las telecomunicaciones, sino también sentar las bases para el desarrollo de un Internet cuántico. Este avance podría abrir nuevas oportunidades en campos como la criptografía, la inteligencia artificial y las simulaciones científicas.
Con este hito, los científicos no solo han demostrado la viabilidad de la teletransportación cuántica en redes convencionales, sino que también han sentado las bases para una nueva era en la tecnología de las comunicaciones.