Nuevo récord de entrelazamiento de memorias cuánticas
https://youtu.be/iZ5I_P4XUWQ
Investigadores de la
Universidad de Ciencia y Tecnología de China han demostrado que se
pueden entrelazar dos memorias cuánticas separadas 50 kilómetros
mediante una fibra óptica, batiendo el récord anterior de 1,3
kilómetros. El avance supone un nuevo paso hacia la futura red de
internet cuántica.
Los científicos chinos han conseguido entrelazar memorias cuánticas a decenas de kilómetros. / Pixabay
En las últimas dos décadas se ha producido un progreso notable en los entrelazamientos remotos, transmitiendo fotones entrelazados de un nodo a otro a través de fibras ópticas o satélites.
En 2017, científicos chinos lograron transmitirlos desde un satélite a estaciones terrestres separadas más de 1.200 kilómetros, pero se trataba de partículas individuales, que no portan gran cantidad de información ni permiten almacenarla. Para ello se necesitan memorias cuánticas, formadas por millones de átomos, que hasta la fecha solo se habían podido entrelazar con una fibra de poco más de un kilómetro. El entrelazamiento a grandes distancias es fácil que se pierda y, en consecuencia, la transmisión.
Se ha conseguido entrelazar memorias cuánticas a 50 kilómetros de distancia, muy lejos del récord anterior de 1,3 km
Pero ahora, otro grupo de investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, ha conseguido entrelazar memorias cuánticas a 50 kilómetros de distancia, muy lejos del récord anterior de 1,3 kilómetros. El estudio se publica esta semana en la revista Nature.“La importancia de este trabajo es que hemos extendido la distancia de entrelazamiento de memorias a escalas de una ciudad, lo que nos permitirá construir redes de memorias cuánticas en un futuro cercano”, explica a Sinc uno de los autores, Xiao-Hui Bao.
Nubes de cien millones de átomos
Las memorias están constituidas por nubes de cien millones de átomos de rubidio enfriados con láser. Para lograr su conexión, primero cada una de ellas fue entrelazada con un fotón mediante un efecto cuántico llamado 'mejora de la cavidad', que reduce la perdida de acoplamiento de los fotones durante la transmisión.
“La mejora de la cavidad es una técnica para aumentar la
interacción entre el fotón y la memoria cuántica, lo que nos permite
extraer fotones individuales y detectar estados atómicos de forma
eficiente”, afirma Bao. Después, los fotones viajan por la fibra y,
cuando se registran con la denominada medición de Bell, las memorias cuquedan entrelazadas.
De
esta forma los investigadores entrelazaron las dos memorias cuánticas
que, aunque físicamente estaban a poco más de medio metro de distancia
en el laboratorio, los fotones sí viajaron por un cable de fibra óptica
de 50 kilómetros enrollado. También repitieron con éxito el experimento
a través de un cable similar bajo tierra en una ciudad, pero esta vez
de 22 kilómetros.
El objetivo final del estudio es crear un repetidor cuántico que pueda recibir y transmitir información a grandes distancias
El entrelazamiento entre los átomos y los fotones lo convirtieron a
una frecuencia adecuada para las telecomunicaciones. El objetivo final
es crear un repetidor cuántico que pueda recibir y transmitir información a grandes distancias, algo esencial para el futuro internet cuántico.
“Este internet cuántico con procesadores remotos conectados permitirá muchas aplicaciones, como la computación cuántica distribuida (en red), pero conseguirlo depende del entrelazamiento de memorias cuánticas alejadas”, apuntan los autores.
Según
los investigadores, estos resultados demuestran que, en comparación con
lo que aportan los fotones de forma individual, el entrelazamiento
átomo-fotón sobre una serie de nodos puede ser más adecuado para la
transmisión a larga distancia del entrelazamiento cuántico, que en un
futuro próximo podríamos tener en nuestras ciudades.
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Referencia bibliográfica:
Jian-Wei Pan et al. “Entanglement of two quantum memories via fibres over dozens of kilometres”. Nature, 12 de febrero de 2020. https://www.nature.com/articles/s41586-020-1976-7
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Jian-Wei Pan et al. “Entanglement of two quantum memories via fibres over dozens of kilometres”. Nature, 12 de febrero de 2020. https://www.nature.com/articles/s41586-020-1976-7
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