Diseñan dispositivo de memoria cuántica hacia una Internet ultrasegura y más veloz

Investigadores del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague desarrollaron una nueva forma de crear memoria cuántica aprovechando Internet. El trabajo, fue recién publicado en Physical Review Letters.

Investigadores pueden traducir información en luz en vibraciones de una membrana dentro de un tambor cuántico y viceversa. Fotografía de la Agencia Europa Press.

Los investigadores han demostrado que los datos cuánticos de una computadora cuántica emitidos como señales luminosas, por ejemplo, a través de cable de fibra óptica que ya se usa para conexiones a Internet de alta velocidad, pueden almacenarse como vibraciones en el tambor y luego renviarlos.

Experimentos anteriores demostraron que la membrana puede permanecer en un estado cuántico que de otro modo sería frágil.

Se ha logrado que con un pequeño tambor, visible a simple vista, capaz de alcanzar estados cuánticos. En este se pueden almacenar datos enviados con luz en sus vibraciones sónicas y luego reenviar los datos con nuevas fuentes de luz, cuando sea necesario.

Los resultados demuestran que la memoria mecánica para datos cuánticos podría ser la estrategia que allane el camino hacia una Internet ultrasegura con velocidades increíbles.

El tambor cuántico es una pequeña membrana hecha de un material cerámico similar al vidrio con agujeros dispersos en una pauta ordenada a lo largo de sus bordes.

Cuando el tambor se golpea con la luz de un láser comienza a vibrar, y lo hace tan rápido que la mecánica cuántica entra en juego. Esta propiedad ha causado revuelo desde hace tiempo al abrir una serie de posibilidades en esa tecnología.

Ahora, una colaboración entre varias áreas cuánticas del instituto ha demostrado que el tambor también puede tener un papel clave para la red de computadoras cuánticas del futuro. Al igual que los alquimistas modernos, los investigadores han creado una nueva forma de “memoria cuántica” al convertir señales luminosas en vibraciones sónicas.

Afirma en un comunicado, el postdoctorado Mads Bjerregaard Kristensen del Instituto Niels Bohr, quién es el autor principal de la investigación: “Esto abre grandes perspectivas para el día en que las computadoras cuánticas puedan realmente hacer lo que esperamos que hagan. Es probable que la memoria cuántica sea fundamental para enviar información cuántica a distancias. Por lo tanto, lo que hemos desarrollado es una pieza crucial en la base misma. para una Internet del futuro con velocidad y seguridad cuánticas”.

Ilustración de una posible red cuántica mundial. Tomada de la British Broadcasting Corporation (BBC).

El internet cuántico​ es un conjunto de sistemas, protocolos y dispositivos teóricos​ que permiten conexiones extremadamente seguras entre ordenadores. Este se basa en fenómenos tales como la teleportación cuántica y el uso de qubits, a diferencia del internet clásico. Aunque hay distintos métodos para establecer estas conexiones, todas utilizan algún aspecto de la "Mecánica Cuántica".

Fue en el año 1970, cuando Stephen Wiesner, (1942 - 2021) dio a conocer las primeras proposiciones teóricas sobre maneras de comunicación “cuánticas”, él vio potencial al hecho de que sea imposible medir una propiedad de un sistema cuántico sin modificarlo, y propuso que la información podría codificarse en unidades llamadas "qubits", el análogo cuántico del "bit", que no son más que sistemas cuánticos con dos estados propios, como por ejemplo, un átomo aislado cuyo "spin" puede estar hacia arriba, hacia abajo e incluso en una combinación arbitraria de ambos.

Wiesner señaló que, ya que no se pueden medir las propiedades de un qubit sin modificarlo, es imposible hacer copias exactas del mismo, dicha propiedad no es más que una consecuencia del "Teorema de no clonación", por el cual es imposible extraer información del sistema sin ser detectado.

La teleportación cuántica es un proceso en el cual se transmite información cuántica de una posición a otra suficientemente alejada, ya que se tendrán estados entrelazados en ambas localizaciones, mediante un canal clásico. Debido a que se produce un intercambio de información mediante un canal clásico, este intercambio no puede ir más rápido que la velocidad de la luz.

Las fronteras sobre el uso de las computadoras cuánticas, se amplia, hay nuevos descubrimientos, que hacen suponer que se avanzara muy rápidamente en este campo del conocimiento en el futuro cercano.