Ciencia

La teleportación cuántica, viaje al futuro de la tecnología

Traslada información al instante. Sirve para crear redes de comunicación indescifrables y ordenadores cuánticos

Aunque parezca ciencia ficción, la tecnología cuántica ya se utiliza de forma habitual para crear comunicaciones seguras
Aunque parezca ciencia ficción, la tecnología cuántica ya se utiliza de forma habitual para crear comunicaciones seguras - ABC

El mundo de la Mecánica Cuántica, la parte de la física que estudia cómo la luz y la materia se comportan en las escalas más pequeñas, no puede ser más desconcertante. Está repleto de realidades familiares para los científicos pero «imposibles» para el resto de los mortales. Una de ellas es lo que Einstein llamó la «fantasmagórica reacción a distancia», un fenómeno que le permite a los fotones «comunicarse» entre sí al instante, sin importar a qué distancia estén.

Este inquietante comportamiento llevó a algunos a pensar que era posible transportar personas y objetos a distancia, sin necesidad de desplazarlos, usando el llamado teletransporte. Pero el mecanismo que permite a los tripulantes del Enterprise, en «Star Trek», desvanecerse en la nave y materializarse en la superficie de un planeta al instante, pertenece hoy al campo de la ciencia ficción. Ni la teoría ni ningún experimento actual es capaz de acercarse a una tecnología que pueda convertir la materia, y no digamos ya un ser vivo tan complejo como Míster Spock, en una señal que luego pueda ser transformada en materia en otra localización.

Sin embargo, el teletransporte de información no es ciencia ficción. Es una realidad conocida desde 1993, y hoy en día ya hay empresas que lo utilizan para crear redes de comunicación en teoría indescifrables. También hay científicos que lo estudian para crear los ordenadores cuánticos, los computadores que en cuestión de años multiplicarán las capacidades de los superordenadores más potentes hoy en día. Y no solo eso, el pasado 16 de agosto China dio un gran salto en esta tecnología tras lanzar el primer satélite cuántico al espacio. Desde allí arriba, pondrán a prueba el fenómeno del teletransporte entre el espacio y la Tierra, y tratarán de asentar las bases para crear una red global de comunicaciones cuánticas. Todo esto explica en parte por qué la Unión Europea lanzará en 2018 un proyecto «flagship» financiado con 1.000 millones de euros para potenciar las tecnologías cuánticas.

Lanzamiento del primer satélite cuántico, desde China, el pasado 16 de agosto
Lanzamiento del primer satélite cuántico, desde China, el pasado 16 de agosto- Xinhua/Jin Liwang

«El satélite cuántico chino tiene el potencial de demostrar que esa tecnología puede aplicarse a escala global», ha explicado Félix Bussières, experto en tecnología cuántica de la Universidad de Ginebra, Suiza. «Si lo consiguen, creo que causarían un gran impacto científico y tecnológico: en el futuro, ayudarían a crear una red global de comunicación totalmente segura e indescifrable». Un nuevo internet a prueba de «hackers».

La nueva red

Al menos ese es el objetivo de la misión QUESS, que en dos años tratará de crear una red a prueba de intrusos con un satélite y varias bases en tierra capaces de compartir información cuántica, valiéndose incluso del teletransporte. La gran ventaja de esta comunicación, basada en la llamada criptografía cuántica, y que ya funciona en tierra en cables de fibra óptica a través de los que circulan fotones, es que cualquier intento de interceptar la información no solo es detectado, sino que es inútil: es totalmente imposible entender un mensaje cuántico sin tener una clave para leer los datos.

Tal como ha explicado Juan José García Ripoll, investigador del Instituto de Física Fundamental (IFF-CSIC), en Madrid, la base de este sistema de comunicación es similar al que usaban algunos jefes de Estado durante la Segunda Guerra Mundial. Grababan sus mensajes hablados y los mezclaban con una fuente de ruido blanco, de modo que solo aquel que recibiera los datos de ese ruido, podía eliminar esta distorsión del mensaje y escuchar las palabras con claridad. Para aquel que interceptara el mensaje y no tuviera la clave, la emisión no sería más que ruido sin sentido.

«Muchas empresas, ya comercializan dispositivos de criptografía cuántica. En China además hay redes de este tipo para conectar bancos o instituciones del gobierno» ha dicho este investigador. «El problema es que estos sistemas de fibra óptica solo funcionan a distancias de decenas de kilómetros. Pero con el satélite, se podría aumentar esta distancia». Mientras que en el suelo hay muchas interferencias a causa de la absorción de la luz en la fibra óptica o por otras partículas, en el espacio el «ruido» que puede interferir con los fotones es menor. De hecho, la misión QUESS pretende probar las comunicaciones cuánticas a una distancia de 1.200 kilómetros, cuando hoy en día el récord en tierra está en los 300.

Pero, ¿qué papel tiene el teletransporte en la criptografía cuántica? Según ha explicado Félix Bussières, su papel es «aumentar el alcance de la criptografía y la comunicación, y funcionar como una herramienta para el futuro de la comunicación».

Ordenadores cuánticos

Además, tal como ha sugerido Germán Sierra Rodero, profesor de investigación en el Instituto de Física Teórica UAM-CSIC, «la teleportación será uno de los protocolos que formarán parte de un ordenador cuántico y que permitirán llevar la información de un lado a otro». De hecho, desde hace más de 15 años ya se considera que uno de los medios para transmitir de forma fiable los inestables datos cuánticos dentro de uno de estos ordenadores es usar el teletransporte cuántico.

Imagen de la trampa para iones del primer ordenador cuántico programable
Imagen de la trampa para iones del primer ordenador cuántico programable- Shantanu Debnath y Emily Edwards

La gran ventaja de estos ordenadores cuánticos, tal como ha explicado Bussières, es que tienen una gran capacidad de computación con grandes números, lo que sirve para simular reacciones químicas complejas, optimizar procesos industriales o sintetizar mejores medicamentos. Además, pueden hacerlo muy rápidamente. Según los científicos chinos implicados en QUESS, los problemas que uno de los súperordenadores más potentes, como el Tianhe-2, resolvería en 100 años, podrían ser procesados por un ordenador cuántico en tan solo 0,01 segundos.

Sea como sea, el futuro cuántico parece inevitable. Muchos científicos alertan de que es cuestión de tiempo que los sistemas de seguridad de internet, ya de por sí poco seguros, acaben siendo descifrados. Más cuando se desarrollen los ordenadores cuánticos, caracterizados por su gran capacidad. Por eso, el desarrollo de la criptografía cuántica está garantizado, y ya la Unión Europea se lo plantea como un objetivo para mejorar los sistemas de seguridad de la industria y las infraestructuras.

Aparte de eso, la tecnología cuántica también se aplica al campo de la metrología, para desarrollar relojes atómicos cada vez más precisos, como para construir sensores mucho más sensibles. Incluso, en el campo de la astronomía se plantea la idea de usar esta tecnología para conectar varios telescopios y crear instrumentos con una resolución sin precedentes. Por muy imposible que parezca, el mundo cuántico amenaza con estar cada vez más presente en la tecnología del día a día.

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