Científicos ponen a prueba la Acción Espeluznante a Distancia


Los científicos han superado un gran desafío al aplicar un extraño efecto cuántico a las aplicaciones tangibles.

Un equipo del Centro de Quantum Dynamics de Griffith en Australia ha demostrado cómo probar rigurosamente si los pares de fotones (partículas de luz) muestran la "acción espeluznante a distancia" de Einstein, incluso bajo condiciones adversas que imitan a las que están fuera del laboratorio.

Demostraron que el efecto, también conocido como "no localidad cuántica", aún se puede verificar incluso cuando muchos de los fotones se pierden por absorción o dispersión a medida que viajan desde el origen hasta el destino a través de un canal de fibra óptica.

La no localidad cuántica es importante en el desarrollo de nuevas redes mundiales de información cuántica, que tendrán seguridad de transmisión garantizada por las leyes de la física. Estas son las redes donde se pueden vincular poderosas computadoras cuánticas.

Los fotones se pueden usar para formar un enlace cuántico entre dos ubicaciones haciendo un par de fotones que se "enredan" (de modo que la medición de uno determina las propiedades de su gemelo) y luego enviar uno a lo largo de un canal de comunicación.

El líder del equipo, el profesor Geoff Pryde, dijo que un enlace cuántico tendría que pasar una prueba exigente para confirmar la presencia de la “no localidad cuántica” entre las partículas de cada extremo.

"Fallar la prueba significa que un espía podría estar infiltrándose en la red", dijo el profesor Geoff Pryde. "A medida que la longitud del canal cuántico crece, cada vez menos fotones pasan con éxito a través del enlace, porque ningún material es perfectamente transparente y la absorción y la dispersión pasan factura.

"Este es un problema para las técnicas de verificación de la no-localización cuántica existentes con fotones. Cada fotón perdido hace que sea más fácil para el espía romper la seguridad al imitar el enredo".

Debido a la pérdida de fotones en el proceso, desarrollar un método para probar el enredo cuántico ha sido un desafío sobresaliente para la comunidad científica desde hace bastante tiempo.
El equipo utilizó un enfoque diferente, la teleportación cuántica, para superar el problema de la pérdida de fotones.

El Dr. Morgan Weston, primer autor del estudio, dijo que seleccionaron los pocos fotones que sobrevivieron al canal de alta pérdida y teletransportaron esos fotones ‘afortunados’ a otro canal cuántico limpio y eficiente.

"Allí, la prueba de verificación elegida, llamada dirección cuántica, podría hacerse sin ningún problema", dijo.

"Nuestro esquema registra una señal adicional que nos permite saber si la partícula ligera ha llegado a través del canal de transmisión. Esto significa que los eventos de distribución fallidos pueden excluirse por adelantado, permitiendo que la comunicación se implemente de forma segura incluso en presencia de una pérdida de fotones muy alta."

Esta actualización no es fácil: el proceso hacia la teletransportación requiere pares adicionales de fotones de alta calidad. Estos pares de fotones adicionales deben generarse y detectarse con una eficiencia extremadamente alta, para compensar el efecto de pérdida de fotones en la línea de transmisión.

Esto fue posible gracias a la tecnología de detección y fuente de fotones de vanguardia, desarrollado en conjunto con el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de los Estados Unidos en Boulder, Colorado.

Aunque el experimento se realizó en el laboratorio, probó canales con absorción de fotones equivalente a aproximadamente 80 km de fibra óptica de telecomunicaciones. El equipo tiene como objetivo integrar su método en redes cuánticas que están siendo desarrolladas por el Centro de Excelencia del Consejo de Investigación Australiano para Computación Cuántica y Tecnología de la Comunicación, y probarlo en condiciones de la vida real.

Referencia del documento científico:
Morgan M. Weston et al. Dirección cuántica anunciada sobre un canal de alta pérdida. Science Advances, 5 de enero 2018: Vol. 4, no. 1, e1701230; DOI: 10.1126 / sciadv.1701230

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