Consiguen la teleportación cuántica dentro de un diamante

Investigadores de la Universidad Nacional de Yokohama en Japón han conseguido por primera vez teletransportar información cuántica de forma segura dentro de un diamante.

La ciencia no ha conseguido todavía teletransportar objetos, ya que la materia y la energía no pueden ser teletransportadas.

Sin embargo,  la identidad cuántica de una partícula, es decir, su más íntima estructura, sí puede ser objeto de teletransportación, algo que se sabe desde 1993 y que se ha comprobado experimentalmente desde 1997, tal como explicamos en otro artículo.

Hasta ahora se ha conseguido la teleportación cuántica a distancias variables, incluso desde el espacio, y bajo el agua, abriendo caminos a la computación cuántica, la gran revolución tecnológica que prepara la informática de vanguardia.

La teleportación cuántica se ha hecho posible gracias al entrelazamiento cuántico, una propiedad única de las partículas elementales.

Cuando dos partículas se entrelazan y se funden durante un tiempo, mantienen un vínculo incomprensible, incluso si están muy distantes entre sí.

Cualquier actuación en una de ellas se reflejará al instante en su pareja, sin necesidad de cable alguno: la información se replica en su pareja. Se  teletransporta espontáneamente.

Dentro de un diamante

Conseguir la teleportación cuántica dentro de un diamante es otra proeza tecnológica en el largo camino de esta tecnología.

Los protagonistas de esta investigación han gestionado con éxito la información cuántica de una de las estructuras más duras del planeta, el diamante, y conseguido su teleportación.

El diamante es la forma más estable de carbono: sus átomos forman una red consistente, pero en ocasiones presentan un defecto conocido como centro nitrógeno-vacante.

Cuando eso ocurre, un átomo de hidrógeno ocupa una vacante dejada por los átomos de carbono. Los investigadores aprovecharon la presencia de este átomo de hidrógeno en la estructura del diamante para lograr la teleportación cuántica.

Crearon un campo magnético alrededor del diamante y lo usaron para transferir información a través de sus microondas: transmitieron la polarización de un fotón de la periferia a un átomo de carbono de la estructura del diamante mediante la teleportación.

Impulso a las comunicaciones cuánticas

Así consiguieron llevar información cuántica al corazón del diamante, abriendo posibilidades inesperadas a la telecomunicación cuántica, la tecnología que permite la transmisión de información mediante el entrelazamiento cuántico y la teleportación cuántica.

El nuevo descubrimiento podría ser vital para almacenar y compartir información confidencial de una forma inédita y completamente segura, ya que estudios anteriores demostraron que los diamantes podrían albergar enormes cantidades de datos encriptados.

El año pasado, investigadores de la Universidad de Princeton en Estados Unidos utilizaron diamantes sintéticos para crear una red de comunicación cuántica, considerando que los diamantes podrían servir como repetidores cuánticos para redes basadas en cúbits (unidad básica de la computación cuántica).

Hideo Kosaka, profesor de ingeniería en la Universidad Nacional de Yokohama y autor del estudio, explica al respecto en un comunicado que «nuestro objetivo final es lograr repetidores cuánticos escalables para comunicaciones cuánticas de larga distancia y ordenadores cuánticos distribuidos para computación cuántica a gran escala y metrología».

Y añade: «la teletransportación cuántica permite la transferencia de información cuántica a un espacio hasta ahora inaccesible, así como la transferencia de información a una memoria cuántica sin revelar o destruir la información cuántica almacenada».

Referencia

Quantum teleportation-based state transfer of photon polarization into a carbon spin in diamond. Kazuya Tsurumoto et al. Communications Physics, volume 2, Article number: 74 (2019). DOI:https://doi.org/10.1038/s42005-019-0158-0