RedacciónT21
Ingenieros de la Universidad de Nanjing en China han desarrollado la primera red cuántica compuesta de drones, en lugar de satélites artificiales.
Se trata de un dron cuántico capaz de crear una red de comunicaciones en vuelo basada en el entrelazamiento cuántico, la sorprendente capacidad que tienen las partículas elementales de comunicarse entre sí instantáneamente, aunque estén distantes entre sí.
El entrelazamiento cuántico es uno de los fenómenos más desconcertantes de la mecánica cuántica: cuando dos partículas, como los átomos, los fotones o los electrones, se entrelazan, experimentan un vínculo inexplicable que se mantiene incluso si las partículas están en lados opuestos del universo.
El entrelazamiento es la base de tecnologías en fase de desarrollo, tales como la computación cuántica, la criptografía cuántica, o la teleportación cuántica, ya que permite un intercambio de información impermeable a la piratería.
Científicos chinos, tal como informamos en otro artículo, ya están experimentando con redes cuánticas basadas en satélites: han conseguido teletransportar fotones desde la Tierra a un satélite que en algunos momentos ha estado a 1.400 kilómetros de altura. Además, han comprobado que el efecto del entrelazamiento cuántico funciona a esa distancia.
En esta ocasión, los científicos han demostrado que un dron cuántico de 35 kilogramos de peso, puede estar operativo durante al menos 40 minutos y mantener dos conexiones de aire a tierra a 100 metros de altura.
También han comprobado que estos drones pueden recibir y transmitir fotones entrelazados durante el día, también en noches despejadas e incluso en noches lluviosas.
Labor complicada
Conseguir el entrelazamiento cuántico a distancia siempre es complicado porque la unión entre partículas se pierde a medida que son transmitidas a lo largo de fibras ópticas o a través de espacios abiertos terrestres.
Una forma de superar esta limitación es utilizar satélites capaces de emitir y recibir fotones entrelazados, pero esta tecnología tiene ciertas limitaciones que condicionan su desarrollo: solo pueden comunicarse en cortos periodos de tiempo (cuando su órbita lo permite) y la implantación de una red de satélites cuánticos es muy cara.
La revolución que aportan los drones cuánticos es significativa, ya que, en caso de que se consoliden como tecnología práctica, permitirían crear redes locales de comunicación cuántica para resolver necesidades puntuales.
Los investigadores señalan también que podrían operar a más altura y cubrir cientos de kilómetros, sin necesidad de una complejidad tecnológica y económica como representan los satélites.
El objetivo de esta tecnología es abrir una posibilidad más a las telecomunicaciones cuánticas, que de esta forma podrían implementarse, además de mediante satélites o fibra, a través de drones que se despliegan según necesidades, a alturas y radio de acción variables.
Limitaciones y posibilidades
El científico cuántico Dmytro Vasylyev, de la Universidad de Rostock en Alemania, que no participó en esta investigación, explica en la revista IEEE Spectrum, que esta tecnología cuántica basada en drones tiene sus limitaciones.
Una de ellas es consecuencia de volar en la atmósfera inferior, donde la turbulencia es intensa y puede degradar la señal de los fotones entrelazados.
También es posible que, debido a estas interferencias ambientales, el dron confunda los fotones del entorno con los fotones entrelazados que llevan la información, lo que perjudicaría la comunicación cuántica.
La aplicación más interesante, según Vasylyev, es que esta red cuántica basada en drones podría convertirse en una alternativa móvil de bajo coste a una red basada en fibra, y servir asimismo como base de investigación para perfeccionar esta tecnología.
Estos aspectos son importantes porque la comunicación cuántica basada en fibra limita la distancia y la velocidad de la transmisión de datos, por lo que las redes cuánticas basadas en fotones transmitidos al aire libre, ya sea mediante satélites o drones, tienden a implementarse.
Referencia
Drone-based all-weather entanglement distribution. arXiv:1905.09527 [quant-ph]
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