China ha lanzado con éxito desade el desierto de Gobi el primer satélite de comunicación cuántica mediante un cohete Gran Marcha 2D.
El satélite, llamado Experimentos Cuánticos a Escala Espacial (QUESS, por sus siglas en inglés: QUantum Experiments at Space Scale), pesa poco más de 600 kilogramos y dará una vuelta a la Tierra cada 90 minutos, después de que entre en una órbita sincrónica al Sol a una altura de 500 kilómetros.
Durante su misión de dos años, los experimentos del satélite permitirán investigar cómo establecer comunicaciones cuánticas «a prueba de ataques cibernéticos» mediante de la transmisión de claves indescifrables desde la nave hasta la Tierra.
Otro de sus objetivos es proporcionar nuevos datos, desde un escenario privilegiado como es el espacio, de los extraños fenómenos asociados al mundo cuántico, como la superposición, el entrelazamiento y la llamada ‘acción fantasmagórica a distancia’ que ejercen unas partículas sobre otras, aunque estén muy alejadas.
La comunicación cuántica implica una seguridad sumamente elevada pues un fotón cuántico no puede ser separado ni duplicado. Por lo tanto es imposible intervenir, interceptar o descifrar la información transmitida a través de él.
Con la ayuda del nuevo satélite y el entrelazamiento cuántico, los científicos podrán probar la distribución de claves cuánticas superseguras entre el satélite y diversas estaciones en tierra y realizar comunicaciones cuánticas seguras entre Beijing y Urumchi , en la provincia de Sinkiang.
QUESS transmitirá fotones entrelazados a dos estaciones terrestres situadas a 1.200 kilómetros de distancia una de otra, con el fin de probar el entrelazamiento cuántico a grandes distancias, además de probar la teleportación cuántica entre la estación terrestre de Ali, en el Tíbet, y el satélite.
Ahora los científicos esperan que la comunicación cuántica cambie de manera fundamental el desarrollo humano en las próximas dos a tres décadas pues hay enormes posibilidades para aplicar la nueva generación de comunicaciones a áreas como finanzas y los sectores militar y de defensa.
Cómo funciona el mundo
La física cuántica es el estudio de las unidades básicas del mundo a una escala menor que la de los átomos. Estas diminutas partículas se comportan de tal forma que podrían demoler las suposiciones con respecto a la manera en que el mundo funciona.
Una de las extrañas propiedades de la física cuántica es que una partícula diminuta actúa como si estuviera simultáneamente en dos sitios, un fenómeno conocido como «superposición».
Una conocida interpretación es el experimento imaginario del gato de Schrodinger: un escenario que presenta un gato que podría estar simultáneamente vivo y muerto.
Por si esto no fuera lo suficientemente extraño, la física cuántica tiene otro fenómeno tan desconcertante que Albert Einstein lo describió en 1948 como «acción fantasmagórica a distancia».
Los científicos encontraron que cuando dos partículas entrelazadas son separadas, una partícula puede de alguna manera afectar la acción del gemelo distante a una velocidad mayor que la velocidad de la luz.
Los científicos lo explican con dos pedazos de papel alejados el uno del otro. Si uno escribe en uno de ellos, el otro muestra de inmediato la escritura.
En la teoría del entrelazamiento cuántico, esta extraña conexión puede ocurrir incluso cuando las dos partículas se encuentran separadas por una galaxia.
Tecnología de claves
Aprovechando el entrelazamiento cuántico, la tecnología cuántica de claves es utilizada en las comunicaciones cuánticas, lo que descarta la posibilidad de intervenir la comunicación y la asegura de manera perfecta.
Una clave cuántica se forma por medio de una serie de número aleatorios generados entre los usuarios que se comunican para codificar la información. Una vez interceptado o medido, el estado cuántico de la clave cambiará y la información interceptada se autodestruirá.
Los científicos también tienen planeado probar la distribución de claves cuánticas entre el QUESS y estaciones terrestres en Austria. Italia, Alemania y Canadá han expresado su disposición a cooperar con China en el desarrollo futuro de constelaciones de satélites cuánticos.
Con el desarrollo de la tecnología cuántica, la mecánica cuántica cambiará nuestras vidas de muchas maneras. Además de las comunicaciones cuánticas hay computadoras cuánticas que también han atraído la atención de científicos y gobiernos de todo el mundo.
La computación cuántica empequeñece el poder de procesamiento de las supercomputadoras de hoy.
En los chips de computadora normales, los datos son presentados de dos formas: 0 o 1. Pero en las computadoras cuánticas, los datos podrán existir en ambas formas de manera simultánea lo que permitirá exponencialmente más información.
Una analogía para explicar el concepto de la computación cuántica es que sería como leer todos los libros de la biblioteca al mismo tiempo, mientras que la computación convencional sería como tener que leerlos uno después del otro.
Los científicos señalan que una computadora cuántica requerirá apenas 0,01 segundos para resolver un problema para el cual la computadora Tianhe-2, una de las más poderosas supercomputadoras del mundo, requeriría 100 años.
Pero muchos ven este superpoder como una amenaza: si se construyen alguna vez computadoras cuánticas en gran escala podrían descifrar todos los sistemas de encriptación de información existentes, lo cual generaría un enorme dolor de cabeza de seguridad.
Después de años de experimentar, los científicos chinos desarrollaron el primer satélite cuántico del mundo sin ninguna referencia de proyectos previos. Ahora esperan ver el desempeño de QUESS.