" Teletransportación cuántica entre dos fichas de computadora por
primera vez. El equipo logró enviar información de un chip a otro al
instante sin que estén conectados física
o electrónica, en una hazaña que abre la puerta para computadoras
cuántica e internet cuántica. Este tipo de teletransportación se hace
posible por un fenómeno llamado entrelazamiento cuántica, donde dos
partículas se se tanto entre sí que pueden "comunicarse" a través de
largas distancias. El cambio de las propiedades de una partícula hará
que la otra cambie al instante también, no importa cuánto espacio separa
a las dos de ellas."
Information teleported between two computer chips for the first time
- https://www.nature.com/articles/nphoton.2014.215
- https://www.abc.es/ciencia/abci-hallan-primera-forma-teletransportar-organismo-vivo-201601270843_noticia.html
Werner Heisenberg (no el protagonista de Breaking
Bad, sino un autentico genio que contribuyó a la creación de la física
cuántica) enunció, a principios del siglo pasado, lo que se conoce como
el principio de incertidumbre. Este principio establece
que si quiero medir simultáneamente dos cantidades como la posición y
el momento (la velocidad) de una partícula siempre habrá un error
asociado a esta medida. Es decir, que si mido la posición de una
partícula con mucha exactitud, la medida de su velocidad será muy mala, y
viceversa.
Werner Heisenberg. Crédito: Friedrich Hund/Wikipedia
¿Qué
significa esto para el experimento de Mar y Ginés? Es sencillo, si
quieren medir las propiedades de cada partícula individualmente nunca podrán hacerlo de forma exacta. La reconstrucción del objeto que puedan hacer dejará mucho que desear, así que básicamente reconstruirán otro objeto. ¿Y que hacemos ahora? ¡parece imposible que Ginés y Mar consigan realizar su experimento!
Entrelazamiento cuántico como solución al problema
¿Qué es el entrelazamiento cuántico? Dejadme que os ponga un ejemplo de esta maravilla
que nos brinda la física cuántica (hay que decir que cualquier analogía
que haga no es del todo válida ya que la cuántica no tiene un
correspondiente clásico, sin embargo nos puede valer para hacernos una
idea). Imaginad que tenemos dos personas, y que yo, porque me da la
gana, digo que les doy una camiseta negra a una y otra blanca a la otra,
de forma que la suma de los colores negro y blanco de las camisetas tenga que ser gris.
Hago
que esas personas se metan en un cuarto, antes de ponerse la camiseta.
Una vez pasen, y yo no les vea, lo único que yo sé es que la suma de sus
colores es gris, pero no sé quién lleva cada color.
Una vez se pongan la camiseta, mando a una de esas personas salir.
Cuando yo vea el color de su camiseta, sabré el color de la camiseta del
otro, ¿verdad?
Pues algo así pasa con las partículas. Cuando creo un estado entrelazado de dos partículas, éstas se preparan de forma que comparten una característica global (lo que era el color gris de la suma de antes), pero el estado individual (la camiseta de cada uno) está sujeto a una probabilidad. Y es aquí donde mi analogía falla. En el caso de las partículas, cada una lleva las dos camisetas simultáneamente, con una cierta probabilidad de llevar la negra o la blanca, y sólo cuando decido realizar una medida para saber el color de la camiseta de una de ellas, digamos que sale blanco, automáticamente la otra se pone la camiseta negra sin necesidad que la haya medido.
El punto importante de esto es el concepto de medida, eso que realiza el observador. Antes de realizarla, ambas partículas se encuentran en un estado mezcla, es decir, simultáneamente tienen los dos colores de camiseta. Sin embargo, cuando el observador entra en juego y mide el color de una, ésta “colapsa” a uno de los estados posibles, y la otra, por el carácter que le otorga el estado entrelazado, colapsa también instantáneamente sin necesidad de que se realice medición alguna.Lo increíble de esto es que aunque las partículas estén separadas una distancia infinita, cuando mido una, ¡la otra se transforma automáticamente! ¡instantáneamente! Sin embargo conviene recordar que para que esto sea así las partículas han de estar entrelazadas, y por lo tanto, tienen que haber estado juntas en algún momento de su pasado. Vamos a ver cómo Ginés y Mar pueden usar esto…
Teletransportación cuántica
Nuestros protagonistas ya son conscientes de que no pueden llevar a cabo una teletransportación de la forma en la que las películas de Ciencia Ficción nos muestran. El principio de incertidumbre de Heisenberg lo prohibe. No obstante, mediante el uso de estados entrelazados pueden “transportar” de una casa a otra una determinada propiedad de una partícula de forma instantánea.“Recuerdo algo que me contaron sobre el entrelazamiento cuántico”, comenta Mar. “Creo que si conseguimos crear un paquete de estados entrelazados en mi casa, y llevamos a la tuya una parte de ese paquete, más tarde podremos afectar de forma instantánea lo que allí ocurra”.
Ginés no está convencido, “pero eso no sería una teletransportación como queríamos, como en las pelis, porque necesitamos juntar todas las partículas antes…”, dice. “Correcto, pero debido al principio de incertidumbre no podemos hacer lo de las pelis, Ginés”, le dice Mar.
Como dice Ginés, la teletransportación cuántica difiere, y mucho, de lo que todos tenemos en la cabeza cuando escuchamos la palabra “teletransporte“. La limitación principal de este proceso es que no podemos teletransportar nada a un sitio donde no hayamos estado previamente. El hecho de que en un inicio las partículas tengan que estar juntas, evita que la teletransportación cuántica se use entre la Tierra y, por ejemplo, un planeta en el que jamás hayamos estado.
Una vez hemos creado los estados entrelazados y nuestros protagonistas los llevan a sus respectivas casas, ahí puede empezar el proceso. Mediante la medición por parte de alguno de los observadores, sea Mar o Ginés, se llevará a cabo el proceso de teletransportar cuánticamente. Un detalle de muchísima importancia es que la información cuántica no se puede copiar. Esto quiere decir que, como en el ejemplo del escaner que poníamos antes, tenemos que destruir el estado inicial para que no existan simultáneamente dos copias de las partículas.
¿Teletransportación cuántica de Humanos?
Llegados
a este punto muchos quizás estéis pensado que todo es muy bonito pero,
vosotros, y por supuesto Mar y Ginés, os preguntáis: ¿podemos teletransportar gente? Bueno lo primero que hay que tener en cuenta que un Humano está compuesto aproximadamente por 100000000000000000000000000000 partículas. Cada partícula, además, tendrá varias propiedades que la definen (como el color de la camiseta en nuestro ejemplo anterior).
Pero
no sólo el número de partículas es un inconveniente, además de eso, es
que si hablamos de una persona, la teletransportación de todas esas
partículas debería ser instantánea. Si no, imagina que primero medimos y desarmamos un brazo, poco a poco…¡seguro que eso duele mucho!
Visto así se podría decir que la teletransportación cuántica de Humanos es una tarea imposible, sin embargo, es un tema más controvertido de lo que podría parecer. Parece ser que hay tres
corrientes de pensamiento distintas: Los del sí, los del no, y los del
Alma (los nombres me los he inventado yo). Éstos últimos serían aquellos
que defienden que un Humano está compuesto por cosas que están más allá
de la Ciencia, por lo tanto, desde el punto de vista de la física
cuántica, de la Ciencia, no podemos argumentar nada en este sentido.
Los
del no son aquellos que defienden que un Humano, como un todo, no es un
ente sujeto a las leyes de la mecánica cuántica y que, por lo tanto, jamás podrá “usar” un proceso puramente cuántico
como la teletransportación. Los del sí, sin embargo, usando argumentos
muy complejos pero con base matemática, dicen que el Humano, como un
todo, sigue siendo un ente cuántico y que por lo tanto podría, en
teoría, entrelazarse con otro “estado”.
¡Lo sé!, todo esto es un
poco complicado, pero solo queremos dejar claro que a día de hoy no
sabemos si en un futuro podremos realizar la teletransportación cuántica
de personas.
Y entonces, ¿para qué sirve y por qué debería importarme?
Alguno se preguntará, si no puedo teletransportar objetos macroscópicos como personas o pizzas, ¿por qué es útil la teletransportación cuántica? Pues resulta que puede ser extremadamente útil para la computación cuántica.
Este tipo de computación es la que hace uso de las propiedades de la física cuántica para operar sobre datos. El entrelazamiento y la superposición
de estados (el hecho de que una partícula antes de ser medida pueda
llevar simultáneamente las dos camisetas con una cierta probabilidad)
son las piezas claves de este nuevo paradigma de la computación.
Las
computadoras “clásicas” (cualquier ordenador) hace uso de un sistema
binario de bits, 1 y 0, para encriptar la información. Sin embargo, la
computación cuántica usa los quantum bits o qubits, que además de estos dos estados, pueden estar en una superposición de 1 y 0.
La teletransportación cuántica será una puntos clave a la hora compartir información de forma instantánea entre diferentes computadoras. Esto incrementará de forma inimaginable las capacidades de cálculo
de estos ordenadores del futuro. No sólo realizando procesos que a día
de hoy tardan meses si no además, pudiendo acceder a la resolución de
problemas que actualmente están muy lejos de poder resolverse.
Claramente el futuro de nuestros ordenadores pasa por la telestransportación cuántica
https://rewisor.com/teletransportacion-cuantica-eli5/ Que es el entrelaamiento cuantico? Date un voltio
- https://www.youtube.com/watch?v=fZkkl4n2CrQ
- https://www.youtube.com/watch?v=iZ5I_P4XUWQ
- https://francis.naukas.com/2017/12/30/la-probabilidad-cuantica-de-que-un-humano-se-autoteletransporte/
- https://www.bbc.com/mundo/noticias-46833112
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