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25/11/2014

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Teletransportan por primera vez información entre dos átomos

El experimento permitió recuperar la información con perfecta exactitud y supone un paso significativo hacia la computación cuántica


Científicos norteamericanos han conseguido por vez primera teletransportar información entre dos átomos situados en dos recintos separados entre sí. Este logro, conseguido gracias al fenómeno del entrelazamiento cuántico, supone un paso significativo hacia el procesamiento de la información cuántica, esto es, hacia el desarrollo de ordenadores cuánticos factibles. La revolución de la información gracias a la mecánica cuántica, vaticinada por los especialistas, está cada día más cerca. Por Yaiza Martínez.


Yaiza Martínez
Escritora, periodista, y Directora de Tendencias21. Saber más del autor



Esquema experimental. Fuente: Universidad de Maryland.
Esquema experimental. Fuente: Universidad de Maryland.
Un grupo de científicos del Joint Quantum Institute (JQI), de la Universidad de Maryland y de la Universidad de Michigan, en Estados Unidos, ha conseguido teletransportar información entre dos átomos situados en dos recintos no conectados entre sí, y separados por una distancia de un metro.

Este logro, tal y como publica la Universidad de Maryland en un comunicado supone un paso significativo hacia el procesamiento cuántico de información, esto es, hacia la creación de los ansiados ordenadores cuánticos.

Sorprendente teletransportación

La teletransportación podría ser la forma de transporte más misteriosa de la naturaleza, explican los investigadores: la información cuántica, como el espín de una partícula o la polarización de un fotón, es transferida de un lugar a otro, sin viajar a través de ningún medio físico.

Esta teletransportación se había logrado anteriormente con fotones a través de muy largas distancias, con fotones y conjuntos de átomos, y con dos átomos cercanos, con la acción intermediaria de un tercer átomo.

Ninguno de estos logros, sin embargo, había proporcionado un medio útil de almacenamiento y gestión de la información cuántica a larga distancia.

Ahora, los científicos del JQI y de las dos universidades antes mencionadas han conseguido teletransportar con éxito un estado cuántico directamente de un átomo a otro, a través de una distancia considerable.

Desarrollo de sistemas de información cuánticos

La posibilidad de esta transferencia de información es clave para el desarrollo de sistemas de información cuánticos, dado que éstos requieren de un almacenaje de memoria tanto en el extremo emisor como en el extremo receptor de las transmisiones.

En la revista Science los científicos informan que, con su método, tal transferencia de información de átomo a átomo puede recuperarse con una exactitud perfecta en un 90% de las veces. Asimismo, aseguran que este porcentaje aún puede mejorarse.

Según Christopher Monroe, director de la investigación, el sistema tiene por ello el potencial de sentar las bases para un “repetidor cuántico” a gran escala. Un repetidor cuántico permitiría entrelazar las memorias cuánticas a través de vastas distancias.

Además, señala el científico, “nuestro métodos puede combinarse con las operaciones de bit cuánticos para crear un componente clave necesario para la computación cuántica”.

En un ordenador cuántico la información estará gestionada y desarrollada por qubits, a diferencia de en los ordenadores convencionales, en los que esta labor la realizan los bits o dígitos binarios.

Preparando los iones. Fuente: Universidad de Maryland.
Preparando los iones. Fuente: Universidad de Maryland.
Combinación con los bit cuánticos

La diferencia entre estos futuros ordenadores y los actuales es que en éstos, los bits oscilan constantemente entre el 0 y el 1 mientras llevan a cabo su trabajo.

La física cuántica, por el contrario, permite a partículas, como un átomo, un electrón o un fotón, estar en dos sitios a la vez gracias al fenómeno conocido como superposición cuántica, lo que quiere decir que los qubits son capaces de representar el 1 y el 0 al mismo tiempo, permitiendo hacer cálculos mucho más complejos.

Un ordenador cuántico, por ejemplo, podrá realizar cálculos relacionados con la encriptación o hacer búsquedas en bases de datos gigantes, a una velocidad considerablemente mayor a la de los ordenadores convencionales.

Hoy día, desarrollar un modelo de ordenador cuántico que realmente funcione es motivo de gran cantidad y de grandes esfuerzos en todo el mundo.

Átomos distantes, con reacciones idénticas

La teletransportación funciona gracias a un fenómeno sorprendente que se denomina entrelazamiento cuántico, y que sólo se da a escala atómica y subatómica. El fenómeno consiste en que, una vez que dos objetos (cuánticos) son llevados a un estado entrelazado, sus propiedades permanecen íntimamente relacionadas.

Aunque estas propiedades son intrínsecamente desconocidas hasta que no se hace una medición, dicha medición en uno de los objetos determina de forma instantánea las características del otro, cualquiera que sea la distancia a la que se encuentre éste del primero.

Los científicos enlazaron los estados cuánticos de dos átomos de iterbio, de manera que la información de uno de ellos pudiera ser teletransportada al otro.

Después, cada ión fue aislado en una cámara y quedó suspendido dentro de una cápsula invisible formada por campos electromagnéticos, y rodeados por electrodos metálicos.

Los científicos identificaron en ambos iones dos estados diferentes – de alta o baja energía-, dos "bits" diferenciables que les permitirían distinguir entre la situación en que se encontraban uno y otro átomo.

Después, los iones fueron excitados durante un picosegundo (la billonésima parte de un segundo) con un láser para que emitieran un único fotón. Cada fotón emitido por estas excitaciones fue capturado y registrado por herramientas especializadas.

Así, los investigadores pudieron comprobar que, efectivamente, cualquier efecto producido en el primer átomo podía ser registrado en el segundo, a pesar de que las condiciones en las cápsulas electromagnéticas de cada uno de ellos fueran diferentes.

También Internet cuántico

Según explica Monroe, los átomos suponen un valioso medio de almacenaje de memoria cuántica de larga duración. Un repetidor cuántico de átomos, en lugar de sólo fotones, permitirá comunicar información cuántica a través de distancias mucho más largas que las conseguidas por un repetidor cuántico sólo de fotones.

Con esta nueva tecnología, los ordenadores cuánticos están aún más cerca, y también el Internet cuántico, que podría superar en ciertas tareas a la Red clásica.

En Tendencias21 hemos seguido de cerca la evolución de la computación cuántica. En los últimos años, hemos informado por ejemplo de la primera vez que se consiguió teletransportar un fotón a larga distancia o de la teletransportación del estado cuántico de un qubit fotónico a un qubit atómico situado a siete metros de distancia.

Todos estos pasos resultan esenciales para el desarrollo de un nuevo concepto de información basado en la naturaleza cuántica de las partículas elementales, que promete llegar a abrir increíbles posibilidades al procesamiento de datos. Los especialistas vaticinan la realidad cuántica llegará a revolucionar el mundo de la información.


Sábado, 24 de Enero 2009
Artículo leído 21914 veces


Nota



Comente este artículo

1.Publicado por Pablo el 24/01/2009 15:30
Hola, tengo una pregunta, en principio, ¿con este metodo, claro que mas evolucionado, se podría comunicar en forma instantanea la tierra y martes en tiempo real?.

2.Publicado por �Alejandro Álvarez Silva el 24/01/2009 19:31
Un avance más significativo hacia la computación cuántica. La clave es que las partículas pueden estar ¡a la vez! en varios estados. (Salvando la -extraordinaria- distancia, la paradoja del gato vivo y muerto a la vez). Ver el artículo acerca de estas cuestiones "La realidad física", en el Blog Simbiotica (http://simbiotica.wordpress.com/). Saludos:
Alejandro Álvarez

3.Publicado por Angel el 25/01/2009 00:29
Es un excelente avance y definitivamente revolucionará las comunicaciones una vez dominado.

4.Publicado por Chris el 25/01/2009 01:04
En teoría sí sería posible una comunicación a velocidad de la luz sin ningún medio físico entre las distancias como la Tierra y Marte (no martes), aunque en la práctica primero sería necesario entrelazar los átomos de ambos dispositivos de comunicación y seguidamente enviar uno de ellos a Marte.

Es curioso, porque sería una tecnología sin saber exactamente cómo funciona. Sospecho que la respuesta pueda estar al explorar el fenómeno considerando el tiempo como espacio.

5.Publicado por manuel el 25/01/2009 19:27
Me pregunto si con la mayoria de atomos de la tabla periodica funcionara este experimento yo creeo que no por que en los experimentos realizados con atomos los utilizados son de caracteristicas expeciales por otra parte que pasaria si se usara un atomo de hidrogeno para realizar el experimento ? ponedlo en practica hijos mios en teria se ve bien gracias.

6.Publicado por Perplejo el 25/01/2009 22:29
Me resulta sorprendente esta noticia porque la información que yo tenía es que los trabajos más avanzados sobre teletransporte eran los que realizaba el prestigioso profesor de la universidad de Viena Anton Zeilinger, que había logrado transportar el estado cuántico entre dos fotones a distanciaa cada vez mayores, hasta conseguirlo desde una orilla del Danubio hasta la otra. Pero ahora de golpe parece que se transmite el estado cuántico nada menos que de átomo a átomo. No se precisa muy bien como se consigue ni se dan muchas pistas, por lo que habrá que estar un poco alerta para ver si esto se confirma por la comunidad científica por la envergadura de su contenido.
Efectivamente, como dice Chris sería posible si se pudieran formar estructuras con partículas que previamente hubiesen estado entrelazadas, porque ese estado se mantiene sin tener en cuenta las distancias, puesto que los fenómenos cuánticos son no-locales. El problema es pues doble: conseguir partículas previamente entrelazadas y fabricar instrumentos de comunicación con ellas y después trasladarlos a Marte o a la galaxia de Andrómeda(a más de dos millones de años luz), para conseguir una comunicación instantánea entre ambos lugares. Problemas que hoy son de ciencia ficción pero que quizás dejan una ventana abierta para el futuro lejano.

7.Publicado por Chris el 27/01/2009 08:43
cierto, pero a más de dos millones de años luz ya no sería instantáneo, de otra forma ya tendríamos una gran red de Internet en el universo (deseo equivocarme en eso)

8.Publicado por Gabriel el 27/01/2009 10:21
Esto me parece una evolución del experimento de Alain Aspect en 1982, físico francés que en mi opinión no está suficientemente reconocido como lo merece, ya que en ese experimento fue la primera vez que se probó que es posible la violación de "las desigualdades de Bell".En otras palabras, quedó probado que existe (y existe como fenómeno observable a nivel macro) el entrelazamiento cuántico "no localizado". Lo que hicieron ahora los norteamericanos es poder transferir información concreta de un objeto cuántico a otro, ya que cuando lo hizo Alain Aspect hace unos 27 años la tecnología sólo permitía deducir que probabilísticamente durante el desarrollo del experimento habían ocurrido transferencias instantáneas de información de uno de los objetos sobre el otro, pero no se podía aún recoger la información concreta en sí misma.
Por más información: http://es.wikipedia.org/wiki/Alain_Aspect

9.Publicado por Perplejo el 27/01/2009 15:21
Serían instantáneas las comunicaciones a dos millones de a.l., a dos mil millones de a.l. y a cualquier distancia del universo a que se hallasen, porque de lo contrasrio no estaríamos hablando de entrelazamiento cuántico, donde las partículas permanecen unidas cuánticamente independientemente de la distancia a las que se las separe, siendo esta su característica más notable. Ya hemos resaltado varios intervinientes el caracter no local de los fenómenos cuánticos. No se pueden juzgar los fenómenos cuánticos utilizando conceptos clásicos.
Lo de una internet universal no sería más que una consecuencia futurista, lo que verdaderamente tiene enjundia es la posible manipulación de lo cuántico, aún mayor que el posible traslado a inconcebibles distancias de materiales entrelazados. Si alguien desea ampliar la problemática inherente al entrelazamiento cuántico puede consultar el libro del profesor Amir D. Aczel, editado en castellano con el nombre de "Entrelazamiento" en Crítica.

10.Publicado por Gabriel el 28/01/2009 02:42
A Perplejo: buen comentario. Me gustaría saber si el libro de Aczel se consigue en la red, en librerías no lo encuentro (es temática "de poca venta", lamentable realidad que aducen los libreros que no quieren clavarse con libros de escasa o prácticamente ninguna demanda, cuando debería ser lo contrario).
Sobre Zellinger: me parece que lo que hizo el equipo asutríaco desde 1998 fue retomar y mejorar lo hecho por Aspect en 1982, lo cual me parece muy elogiable. Saludos.

11.Publicado por Perplejo el 28/01/2009 16:02
Prueba a entrar en la página web de la editorial Crítica. Si no está agotado tal vez ellos te lo puedan suministrar.
Saludos.

12.Publicado por Daniel Roig el 04/02/2009 16:49
Extraordinario. Pero seguimos utilizando las leyes de la naturaleza en lugar de intentar comprenderlas. No es una crítica, puesto que ha sido es y será lo que nos hará avanzar en la práctica en beneficio de toda la Humanidad. Sólo es una reflexión por escrito de que tambíen se deberia avanzar con igual fuerza en un ámbito más filosófico tal vez, en el ámbito del " porqué? " más que en el simple " funciona, pes ya está bién".
Me refiero a cosas como el que el simple hecho de preguntarme el porqué de la teletransportación cuántica me provoca una excitación intelectual que no se puede comparar a nada. Sinceramente, me pone los pelos de punta de emoción. Supongo que intentar buscar la respuesta es la aventura más apasionante de la historia humana.
Enhorabuena

13.Publicado por Chris. el 04/02/2009 21:10
Daniel, si te ha interesado estos avances hacia la teletransportación, seguramente te interesará las prospectivas sobre "telepatía electrónica" http://pensabot.blogspot.com/2008/06/modem-mental-hacia-la-telepata.html

... tal vez a futuro "telepatía cuántica".

saludos.

14.Publicado por Wilson Bach el 11/02/2009 21:28
Todos estos avances tecnologicos me fascinan, estare mas pendiente de esta pagina... muy excelente

15.Publicado por juan manuel el 20/12/2012 14:45 (desde móvil)
es posible transportar informacion mas aya de nuestra realidad atraves de las cuatro fuerzas de la naturales e incluso en mundos donde la realidad es otra con otras leyes de fisica y tiempo ...??

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