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Experimentos 'Qutrit' muestran avances en teletransportación cuántica

Experimentos 'Qutrit' muestran avances en teletransportación cuántica

El término 'teletransportación cuántica' podría evocar pensamientos de miembros de la tripulación espacial siendo transmitidos a través del espacio en Star Trek. Si bien la realidad no es tan impresionante, la naturaleza misteriosa de la mecánica cuántica todavía la convierte en un tema innegablemente atractivo.

Esta semana, se han publicado nuevos hallazgos: por primera vez, los investigadores han teletransportado un qutrit, una unidad de información cuántica que existe como tres estados cuánticos ortogonales.

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Experimentos de teletransportación de Qutrit

Como informa Scientific American, los resultados independientes de dos equipos han detallado un progreso importante en el campo de la teletransportación cuántica.

La teletransportación cuántica se ha limitado durante mucho tiempo a los qubits. Éstas son la unidad de información cuántica equivalente a un "bit" en la computación clásica.

A través de experimentos de prueba de concepto, se demostró que los qutrits, que pueden transportar más información que los qubits, se pueden entrelazar y posiblemente se podrían usar en las redes cuánticas del futuro.

Dirigido por el físico Guang-Can Guo, un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) llevó a cabo su investigación e informó sobre los hallazgos en un artículo preimpreso el 28 de abril. Su trabajo aún no se ha publicado en un par. -revista revisada.

Poco después, el 24 de junio, otro equipo, encabezado por Anton Zeilinger de la Academia de Ciencias de Austria y Jian-Wei Pan de la USTC, informó sus resultados en un artículo preimpreso que se publicará enCartas de revisión física.

"Cada uno de estos [experimentos] es un avance importante en la tecnología de la teletransportación", dijo a Scientific American William Wootters, físico de Williams College que no participó en los estudios.

Entrelazamiento cuántico: creando una contraseña imposible de piratear

El entrelazamiento cuántico es tan extraño que Albert Einstein lo describió una vez como "acción espeluznante a distancia".

Describe una relación entre las propiedades fundamentales, como el momento, la posición o la polarización, de partículas separadas que no pueden haber ocurrido por casualidad.

El hecho de que las acciones realizadas en una partícula afecten a su partícula entrelazada 'gemela', incluso a distancia, permite que estas partículas se utilicen en la computación cuántica.

Los científicos han capturado la primera imagen de un fenómeno que Albert Einstein describió como "acción espeluznante a distancia". La foto muestra una forma fuerte de entrelazamiento cuántico, donde dos partículas interactúan y comparten estados físicos por un instante. @BBCNewshttps: //t.co/qP3aeo0Q5gpic.twitter.com/UtxGCzG8jG

- El Instituto SETI (@SETIInstitute) 13 de julio de 2019

Por ejemplo, se están realizando muchas investigaciones sobre la utilidad del enredo en la ciberseguridad.

En 2017, Pan, Zeilinger y su equipo utilizaron el satélite Micius de China para realizar un experimento. Dos fotones, cada uno actuando como un qubit, fueron transferidos a Viena y China. Los investigadores en cada ubicación pudieron compilar efectivamente una contraseña imposible de piratear, que utilizaron para hacer una videollamada segura. Como la manipulación de un fotón afecta al otro, cualquier interceptación es inmediatamente detectable gracias al entrelazamiento. Este es el principio fundamental fundamental de la criptografía cuántica.

También se han realizado investigaciones sobre mecánica cuántica con otros fines, como la tecnología de baterías. En teoría, las propiedades del entrelazamiento deberían hacer posible que una batería se cargue instantáneamente.

Demostrando el enredo de Qutrit

Los dos equipos de experimentos de Qutrit tuvieron que confirmar el entrelazamiento para validar su investigación. Determinar el entrelazamiento es esencial en la mecánica cuántica: permite la extracción de información de las partículas y demuestra la fidelidad con la que se transmite la información.

Los equipos utilizaron sistemas ópticos cuidadosamente ensamblados de láseres, divisores de haz y cristales de borato de bario para llevar a cabo sus experimentos.

Para probar el entrelazamiento, Guo y sus colegas tomaron diez mediciones del estado de Bell, otro término para el entrelazamiento, de sus partículas. Esto es más de lo que llevó a cabo el equipo de Zeilinger.

La rivalidad entre ambos equipos parece ser cordial, según Scientific American. Aunque ambos grupos de investigadores afirman que llegaron allí primero, ambos grupos están de acuerdo en que cada uno de ellos teletransportó un qutrit.

¿Dónde sigue? En un futuro cercano, ambos equipos tienen como objetivo comenzar a experimentar con la teletransportación de ququarts, unidades de cuatro niveles o incluso más.


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