Un experimento de la ESA en Tenerife bate el récord mundial de teleportación cuántica

Laser from Optical Ground Station on Tenerife
6 septiembre 2012

Un equipo internacional de investigación ha empleado la Estación Óptica de Tierra (Optical Ground Station) de la ESA en el Observatorio del Teide, en Tenerife, para establecer un nuevo record de distancia en teleportación cuántica, reproduciendo las características de una partícula de luz a 143 kilómetros de distancia.

Investigadores de Austria, Canadá, Alemania y Noruega, con financiación de la ESA, han logrado transferir las propiedades físicas de una partícula de luz, un fotón, a otra partícula mediante teleportación cuántica, estableciendo así un vínculo que cubre los 143 Km que separan el telescopio Jacobus Kapteyn, en la isla canaria de La Palma, y la Estación Óptica de Tierra de la ESA en Tenerife.

Los resultados se publican esta semana en la revista científica Nature.

Ambas partículas deben antes 'entrelazarse'. Una vez hecho esto, la medida de una determinada propiedad física, como la polarización o el espín, generará el mismo resultado en ambas partículas, independientemente de cuán alejadas están y sin que se transfiera físicamente ninguna otra señal entre ellas.

La Palma and Tenerife islands
Imagen de satélite de las Islas Canarias

La teleportación cuántica no es copiar, en el sentido más estricto del término, puesto que el acto de transferir información de una partícula a otra destruye la partícula original --sus características se transfieren a la partícula entrelazada-.

Albert Einstein se refirió al fenómeno del entrelazamiento cuántico como una "especluznante acción a distancia", pero se trata de un fenómeno físico documentado y fundamental en una futura generación de ordenadores ultrapotentes, basados en la teleportación de bits cuánticos o qubits. También es esencial en sistemas inviolables de comunicación encriptada.

"Este logro allana el terreno hacia las comunicaciones cuánticas a larga distancia", ha explicado Eric Wille, supervisor del proyecto para la ESA.

"La primera teleportación cuántica tuvo lugar en condiciones de laboratorio. El desafío aquí ha sido mantener el entrelazamiento entre ambos fotones a una distancia de 143 Km, a pesar de las perturbaciones de las condiciones atmosféricas".

El experimento hubo de ser diseñado con el máximo cuidado, pues exigía una relación señal-ruido muy baja.

Se instalaron detectores de fotones muy sensibles, y se sincronizó los relojes en las estaciones de origen y de destino con una precisión de 3.000 millonésimas de segundo.

Optical set-up for quantum entanglement
Entrelazando fotones

Con esto último los investigadores se aseguraban de que se detectaban los fotones correctos -la precisión máxima que proporciona la señal GPS es de 10.000 millonésimas de segundo-.

Los equipos tuvieron que esperar casi un año, después del fallo de un primer intento debido al mal tiempo.

Los dos telescopios están localizados en terreno volcánico, a 2.400 metros de altura, y deben hacer frente a condiciones meteorológicas duras para este tipo de medidas, como viento, lluvia, nieve y tormentas de polvo.

El experimento finalmente tuvo lugar en mayo pasado, y se logró establecer un nuevo récord en cuanto a distancia de la teleportación.

"El siguiente paso será conseguir la teleportación con un satélite en órbita, para demostrar que la comunicación cuántica es posible a escala global", ha comentado Rupert Ursin, de la Academia Austriaca de Ciencias.

La campaña de medición entre islas se llevó a cabo en el marco del Programa de estudios Generales de la ESA para demostrar que es posible la teleportación cuántica para futuras misiones espaciales.

El experimento es también un excelente ejemplo de cómo los científicos de diferentes Estados Miembros de la ESA pueden aunar fuerzas y llevar a cabo experimentos extraordinarios con la Estación Óptica de Tierra de la ESA.

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