Descubrimiento inesperado: la teletransportación está más cerca y los científicos lo confirman
El teletransporte cuántico no traslada cuerpos ni moléculas como en las películas de ciencia ficción, sino estados de información entre partículas entrelazadas. Desde su propuesta teórica en 1993 hasta los experimentos actuales con fotones y satélites, la teletransportación se ha consolidado como una de las claves para el Internet cuántico como una de las claves en el desarrollo de nuevas tecnologías.
Recientemente, un equipo formado por investigadores de la Universidad de Turku y la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, ha demostrado que el ruido, considerado un «enemigo» de la mecánica cuántica, puede convertirse en un aliado si se maneja adecuadamente. Su protocolo se basa en el entrelazamiento híbrido, que combina distintas propiedades de los fotones para mantener la información intacta incluso en condiciones adversas.
El futuro de la teletransportación
El teletransporte cuántico consiste en enviar información de un qubit, la unidad básica de información cuántica, de un observador a otro mediante partículas entrelazadas. En los experimentos iniciales, los qubits eran fotones, aunque con el tiempo se ha logrado teletransportar partículas con masa como iones o átomos, e incluso realizar teletransporte híbrido de fotones a partículas con masa.
La investigación realizada por investigadores finlandeses y chinos ha demostrado que la incorporación controlada de ruido, lejos de degradar el proceso, puede reforzarlo, ofreciendo una robustez sin precedentes frente a las interferencias ambientales. La clave está en el entrelazamiento híbrido, que combina propiedades de los fotones para codificar y transmitir información con mayor flexibilidad.
Entrelazamiento híbrido
En la teletransportación, el estado de una partícula cuántica, o qubit, se transfiere de una ubicación a otra sin enviar la partícula misma. Esta transferencia requiere recursos cuánticos, como el entrelazamiento entre un par adicional de qubits. En un escenario ideal, la transferencia y teletransportación del estado qubit se podrían hacer perfectamente. Sin embargo, los sistemas del mundo real son vulnerables al ruido y las perturbaciones, y esto reduce y limita la calidad de la teletransportación.
En este contexto, los investigadores han propuesto una idea teórica y han realizado los experimentos correspondientes para solucionar este problema. En otras palabras, el nuevo enfoque permite alcanzar una teletransportación de alta calidad a pesar de la presencia de ruido.
«El trabajo se basa en la idea de distribuir el entrelazamiento, antes de ejecutar el protocolo de teletransportación, más allá de los qubits usados, es decir, explotar el entrelazamiento híbrido entre diferentes grados físicos de libertad», dice el profesor Jyrki Piilo de la Universidad de Turku.
Convencionalmente, la polarización de los fotones se ha utilizado para el entrelazamiento de qubits en la teletransportación, mientras que el enfoque actual explota el entrelazamiento híbrido entre la polarización y la frecuencia de los fotones.
«Esto permite un cambio significativo en la forma en que el ruido influye en el protocolo, y de hecho nuestro descubrimiento invierte el papel del ruido de ser dañino a ser beneficioso para la teletransportación», describe Piilo.
Con el entrelazamiento convencional de qubits en presencia de ruido, el protocolo de teletransportación no funciona. En un caso en el que inicialmente hay entrelazamiento híbrido y no hay ruido, la teletransportación tampoco funciona.
«Sin embargo, cuando tenemos entrelazamiento híbrido y agregamos ruido, la teletransportación y la transferencia de estado cuántico se producen de manera casi perfecta», dice el Dr. Olli Siltanen, cuya tesis doctoral presentó la parte teórica de la investigación actual.
En líneas generales, este hallazgo permite una teletransportación casi ideal a pesar de la presencia de cierto tipo de ruido cuando se utilizan fotones para la teletransportación.
«Si bien hemos hecho numerosos experimentos en diferentes facetas de la física cuántica con fotones en nuestro laboratorio, fue muy emocionante y gratificante ver este experimento de teletransportación muy desafiante completado con éxito», dice el Dr. Zhao-Di Liu de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, Hefei.
«Éste es un experimento significativo de prueba de principio en el contexto de uno de los protocolos cuánticos más importantes”, señala el profesor Chuan-Feng Li de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, Hefei.
La teletransportación tiene aplicaciones importantes, por ejemplo, en la transmisión de información cuántica, y es de suma importancia tener enfoques que protejan esta transmisión del ruido y se puedan usar para otras aplicaciones cuánticas.
El Internet cuántico
Un grupo de investigadores ha desarrollado un sistema híbrido que combina cristales no lineales y circuitos fotónicos integrados para generar y manipular pares de fotones entrelazados. Este avance, publicado en Optica Quantum en abril de 2025, permite transmitir información de manera segura, ya que los cúbits de luz no se pueden clonar ni interceptados sin dejar rastro.
El sistema utiliza un cristal PPKTP para producir pares de fotones en longitudes de onda distintas: uno en el rango visible y otro en telecomunicaciones. Gracias al entrelazamiento, la detección de un fotón garantiza la existencia de su compañero, asegurando la transmisión del dato codificado.
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