De la luz a la materia, nada parece detener la teleportación cuántica

Un equipo de físicos de la Universidad de Ginebra (UNIGE) han logrado teletransportar el estado cuántico de un fotón a un cristal sobre 25 kilómetros de fibra óptica. El experimento, llevado a cabo en el laboratorio del profesor Nicolas Gisin, es el primero de su tipo, y simplemente pulveriza el récord anterior de 6 kilómetros alcanzado hace diez años por el mismo equipo de UNIGE. El paso de la luz a la materia, utilizando el teletransporte de un fotón a un cristal, muestra que en la física cuántica la composición de una partícula no es lo importante, sino más bien su estado, ya que éste puede existir y persistir fuera de diferencias tan extremas como aquellas que distinguen la luz de la materia. Los resultados obtenidos por Félix Bussières y sus colegas se presentan en la última edición de Nature Photonics.

Esta imagen muestra los cristales que contienen información fotónica después de la teleportación. Crédito: © GAP, Universidad de Ginebra (UNIGE)

Los últimos experimentos han permitido comprobar que el estado cuántico de un fotón se puede mantener mientras se transporta en un cristal sin que se pongan directamente en contacto. Uno tiene que imaginar el cristal como un banco de memoria para almacenar la información del fotón, en donde dicho fotón se transfiere a través de esas distancias utilizando el efecto de la teleportación.

Teleportación a más de 25 kilómetros

El experimento no sólo representa un logro tecnológico notable, sino también un avance espectacular en las posibilidades continuamente sorprendentes que ofrece la dimensión cuántica. Al lograr una distancia de 25 kilómetros sobre fibra óptica, los físicos de UNIGE han superado significativamente su propio récord de 6 kilómetros, la distancia alcanzada durante la primera teleportación a larga distancia lograda por el profesor Gisin y su equipo en 2003.

Memoria tras la triangulación

Entonces, ¿en qué consiste exactamente esta prueba de entrelazamiento cuántico y sus propiedades? Uno tiene que imaginar dos fotones entrelazados, en otras palabras, dos fotones inextricablemente vinculados en el nivel más ínfimo de sus estados conjuntos. Uno es propulsado a lo largo de una fibra óptica, pero no el otro, que se envía a un cristal. Es un poco como un juego de billar, con un tercer fotón que golpea al primero, que hace desaparecer a los dos. Los científicos miden esa colisión, pero la información contenida en el tercer fotón no se destruye – por el contrario, encuentra su camino hacia el cristal que también contiene el segundo fotón entrelazado.

Por lo tanto, como explica, Félix Bussières, el autor principal de la publicación, se observa «que el estado cuántico de los dos elementos de luz – los dos fotones entrelazados que son como dos hermanos siameses – es un canal que permite la teleportación de la luz a la materia» .

A partir de ahí, es fácil concluir que en la física cuántica el estado tiene prioridad sobre el ‘vehículo’ – en otras palabras, las propiedades cuánticas de un elemento trascienden las propiedades físicas clásicas. Un paso que tal vez ahora se pueda tomar.

Estudio: J. G. Bohnet, K. C. Cox, M. A. Norcia, J. M. Weiner, Z. Chen & J. K. Thompson. Reduced spin measurement back-action for a phase sensitivity ten times beyond the standard quantum limit. Nature Photonics 8, 731–736 (2014) doi:10.1038/nphoton.2014.151

Fuente: Université de Genève