La energía también se puede teletransportar
No solo la información, la energía también se puede
teletransportar en el mundo cuántico, lo que podría tener implicaciones
significativas para el desarrollo del futuro Internet cuántico.
A pesar de lo que nos muestra la ciencia ficción, no
existe un mecanismo conocido que permita la teletransportación, ya que es
físicamente imposible que un objeto físico, desde una moneda a una botella,
puedan trasladarse de un lugar a otro del espacio sin recorrer un trayecto e
invertir un periodo de tiempo en ese desplazamiento.
Sin embargo, fuera del mundo físico ordinario, la
teletransportación no solo existe, sino que se aplica eficazmente en campos
como la óptica y la computación cuánticas, aunque exactamente no se trata de la
teletransportación que contemplaríamos en el mundo de las monedas y las
botellas.
El profesor Nicolas Gisin, de la Universidad de Ginebra,
pionero en teletransportación cuántica, explica que la materia y la energía no
pueden ser teletransportadas, pero sí la identidad cuántica de una partícula,
es decir, la información que contiene.
Para ello hay que apoyarse en el entrelazamiento cuántico,
una propiedad del mundo subatómico que permite alterar simultáneamente el
estado de dos partículas, aunque ambas estén separadas entre sí por distancias
considerables.
Partículas
entrelazadas
Cuando ocurre este entrelazamiento, que no es fácil
de conseguir ni de mantener, cualquier modificación que sufre una de las
partículas la reproduce instantáneamente la otra, una característica de la
física cuántica que compromete la noción clásica de tiempo y de espacio.
Gisin lo comprobó en un sonado experimento del que
informó en 2005, cuando transportó el estado cuántico de un fotón entre dos
laboratorios unidos entre sí por una línea de fibra óptica de dos kilómetros de
largo.
Esa distancia se ha alargado en experimentos
posteriores hasta casi 50 kilómetros e incluso ha llegado a los 143 kilómetros,
cuando se han utilizado satélites para teletransportar fotones entre las islas
de La Palma y Tenerife, tal como ocurrió en 2012.
Gracias a estos desarrollos, la teletransportación
se ha convertido en un fenómeno de uso corriente en los laboratorios de óptica
cuántica y en la computación cuántica.
Nueva etapa
histórica
Sin embargo, la historia de la teletransportación no
ha terminado con el envío de la información contenida en una partícula, ya que
en el año 2000 el físico japonés Masahiro Hotta, de la Universidad de Tohoku,
propuso la idea de la teletransportación de la energía cuántica (no de la
información) y trabajó para desarrollar su base teórica, una idea que ahora ha
comenzado a andar.
La teletransportación de la energía cuántica, en vez
de la información, se basa en que la energía de cualquier sistema cuántico está
en constante fluctuación: estas fluctuaciones pueden aprovecharse para
transferir energía de una parte del sistema a otra, sin que esa energía viaje a
través del espacio existente entre ambos extremos.
Al igual que ocurre con la información, para
teletransportar energía también es necesario utilizar el entrelazamiento
cuántico.
Teletransportando
energía
Pues bien, el investigador kazuki ikeda, de la
Universidad de Stony Brook, en el Estado de Nueva York, ha conseguido ahora por
primera vez concretar el sueño de Hotta: teletransportar energía en un
ordenador cuántico. Ikeda escribió el algoritmo cuántico que pone en práctica la
idea de Hotta y luego usó ordenador cuántico de IBM para ejecutarlo. Y
funcionó.
Ikeda explica que se trata de la "primera
realización de teletransportación de energía cuántica en hardware cuántico
real” y añade que la capacidad de teletransportar energía podría tener
implicaciones significativas para el desarrollo del futuro Internet cuántico.
Aunque en el ordenador cuántico de IBM solo pudo
teletransportar energía a distancias aproximadamente del tamaño de un chip,
Ikeda considera posible teletransportar energía cuántica a distancias mucho más
largas.
Señala que la infraestructura ya está disponible
para teletransportar energía a través de enlaces de fibra óptica ya existentes,
como los que unen su universidad con el Laboratorio Nacional de Brookhaven, separados
entre sí por 158 kilómetros.
Habría que comprobarlo porque la distancia es
considerable, teniendo en cuenta los desarrollos conseguidos con la
teletransportación de información, aunque Ikeda considera que habría que
esperar a los primeros nodos del Internet cuántico, que se calcula estarán
operativos en menos de una década.
Largo camino
La revista Discover, sin embargo, es cautelosa
respecto a esta posibilidad, porque todavía queda por demostrar que la
teletransportación pueda transmitir cantidades significativas de energía. Una
reserva razonable.
Otra pregunta interesante que plantea este
desarrollo, según la citada revista, es en qué medida la teletransportación de
energía es diferente de la teletransportación de información y dónde radica la
diferencia. Eso todavía no se ha analizado.
Aclararlo debería ayudar a descifrar la naturaleza
más profunda del universo y los verdaderos papeles que juegan la información,
la energía y otros elementos primitivos en nuestra realidad, concluye Discover.
Referencia
First Realization of Quantum Energy Teleportation on
Quantum Hardware. Kazuki Ikeda. arXiv:2301.02666v2 [quant-ph]
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