Hito sin precedentes en la historia de Internet: EEUU logra la primera teleportación cuántica sobre fibra óptica convencional

Un grupo de investigadores de la Universidad Northwestern en Estados Unidos logró teletransportar información cuántica a través de un cable de fibra óptica convencional que transportaba simultáneamente tráfico ordinario de internet.

El experimento se realizó sobre 30,2 kilómetros de cable y pretende dar paso  a nuevas investigaciones para construir redes cuánticas sin necesidad de crear nuevas infraestructuras.

Los autores publicaron sus resultados en la revista científica Optica y el trabajo fue liderado por el Centro para Comunicación y Computación Fotónica de la Universidad Northwestern, en colaboración con las empresas Ciena Corporation y NuCrypt LLC, ambas con sede en Illinois y Maryland, Estados Unidos.

«La capacidad de las redes cuánticas y convencionales de operar en las mismas fibras ópticas ayudaría al despliegue de la tecnología de redes cuánticas a gran escala. La teletransportación cuántica es una operación fundamental en las redes cuánticas, pero aún no se ha demostrado en fibras pobladas con señales ópticas convencionales de alta potencia», detallaron al comienzo del paper.

¿Qué logró el equipo de la Universidad Northwestern en Estados Unidos con la fibra óptica convencional?

El equipo de investigadores de Estados Unidos demostró que la teletransportación cuántica puede funcionar al mismo tiempo que las comunicaciones clásicas en un mismo cable de fibra óptica. El cable utilizado transportaba 400 gigabits por segundo de tráfico estándar de internet mientras los investigadores transmitían estados cuánticos a través de 30,2 kilómetros de red ya operativa.

Hasta este experimento, se asumía que el tráfico de datos convencional generaba demasiada interferencia para que los estados cuánticos sobrevivieran en la misma fibra. El equipo demostró que ambas transmisiones pueden coexistir sin degradación.

¿Cómo funciona la teleportación cuántica sobre fibra óptica convencional de los científicos de Estados Unidos?

La teleportación cuántica no implica el traslado físico de materia, sino la transferencia de un estado cuántico entre dos puntos mediante el entrelazamiento cuántico. Cuando dos partículas están entrelazadas, el estado de una queda instantáneamente vinculado al estado de la otra, con independencia de la distancia que las separe.

En el experimento de Northwestern, los investigadores colocaron fotones entrelazados en ambos extremos del cable. De este modo, la información cuántica se transfirió sin viajar físicamente, lo que aprovechó esa correlación sin inconvenientes. En ese momento, simultáneamente, el tráfico convencional de internet circulaba en el mismo cable sin interrumpir el proceso.

¿Qué significa este logro para el futuro de las redes de comunicación cuántica en Estados Unidos?

Prem Kumar, profesor de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras en la Escuela McCormick de Ingeniería de la Universidad Northwestern y director del Centro para Comunicación y Computación Fotónica, describió la relevancia del hallazgo, y admitió en un comunicado de prensa que «esto es increíblemente emocionante porque nadie pensó que fuera posible».

Kumar además subrayó que el resultado abre el camino para redes cuánticas sin construir nueva infraestructura. El avance elimina uno de los obstáculos principales para desplegar un internet cuántico a escala, que es la necesidad de cables dedicados exclusivamente a las comunicaciones cuánticas.

Si ambos tipos de tráfico pueden compartir el mismo tendido, el coste y el plazo del despliegue se reducen de forma significativa.

«Mucha gente ha asumido durante mucho tiempo que nadie construiría una infraestructura especializada para enviar partículas de luz. Si elegimos las longitudes de onda correctamente, no tendremos que construir nueva infraestructura. Las comunicaciones clásicas y las comunicaciones cuánticas pueden coexistir», afirmó Kumar.

«En conjunto, este trabajo demuestra un paso significativo para garantizar que se puedan realizar aplicaciones complejas de redes cuánticas multifotónicas/multinodo en cualquier lugar de la infraestructura de fibra existente», declararon los especialistas en el paper.