Logran, por primera vez, el teletransporte de energía

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El hallazgo supondría la capacidad de transferir, de forma instantánea, energía a largas distancia, algo que supondrá una revolución tecnológica de consecuencias imprevisibles.

Kazuki Ikeda, investigador del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Stony Brook, en Nueva York, acaba de anunciar la primera demostración experimental de teleportación de energía cuántica.

Lo cual, según el investigador, abre las puertas a una auténtica revolución tecnológica de consecuencias imprevisibles.

Según explica Ikeda, el hito se habría logrado con la ayuda de una serie de computadoras cuánticas de IBM.

El estudio, aún no revisado por pares y pendiente de publicarse en una revista científica, ha suscitado no obstante el interés de numerosos investigadores.

Tal y como hoy la entendemos, la teleportación no consiste, como sugieren las películas de ciencia ficción, en desmaterializar un objeto en un sitio y volver a materializarlo en otro lugar lejano, sino más bien en enviar información cuántica (las propiedades intrínsecas de una partícula subatómica) de un lugar a otro pero sin atravesar el espacio que las separa.

Algo que es posible gracias a una propiedad única del mundo subatómico, el ‘entrelazamiento cuántico’, gracias a la que dos partículas entrelazadas se ‘comunican’ instantáneamente entre ellas sin importar a qué distancia estén una de otra, de modo que cualquier cambio que se produzca en una de las partículas se refleja inmediatamente en la otra.

Al recibir la información, de hecho, la segunda partícula adquiere todas las características de la primera, de la que se vuelve indistinguible.

En la práctica, es como si la primera partícula hubiera viajado instantáneamente de un lugar a otro del Universo.

Puede parecer algo extraño, pero hoy en día la teleportación cuántica es algo rutinario en los laboratorios de física de todo el mundo, y se ha convertido en una tecnología imprescindible para el desarrollo de la computación y la Internet cuántica.

Pero existe otro posible uso, hasta ahora teórico, de la teleportación cuántica, uno que podría cambiar el mundo como pocas cosas lo han hecho hasta el momento: teletransportar energía.

En el año 2008, el físico japonés Masahiro Hotta, de la Universidad de Tohoku, desarrolló una teoría que permitía el teletransporte de energía aprovechando los estados de vacío.

La idea sugería que esos estados no están realmente vacíos, sino que en ellos hay partículas que fluctúan, apareciendo y desapareciendo continuamente de la realidad.

Y, lo más importante, algunas de esas partículas están entrelazadas.

Unos años después, en 2014, el mismo investigador mejoró su teoría y propuso un nuevo método para teletransportar energía a largas distancias.

Algo puramente teórico, ya que los estudios de Hotta no se llegaron a materializar en experimentos de laboratorio.

Ahora, sin embargo, Kazuki Ikeda afirma haber dado este paso al conseguir, por primera vez, teletransportar energía utilizando una computadora cuántica ordinaria.

«Informamos sobre la primera realización y observación de la teleportación de energía cuántica en hardware cuántico real».

Algo que, añade, tendrá «profundas implicaciones» para la Internet cuántica del futuro.

Ikeda parte de las anteriores ideas de Hotta y sostiene que la clave que permite la teleportación cuántica de energía son sus continuas fluctuaciones, inherentes a cualquier sistema cuántico.

Fluctuaciones, señala el investigador, que pueden explotarse en nuestro beneficio.

Según señalaba Hotta en sus anteriores trabajos el mero hecho de medir un sistema cuántico inyecta en él una cantidad determinada de energía, pero esa energía puede extraerse de una parte diferente del sistema sin que la energía haya tenido que viajar a través del espacio intermedio.

Demostrar esta idea, sin embargo, requiere de la presencia de partículas entrelazadas, muy difíciles de conseguir cuando Hotta formuló sus teorías pero de uso corriente en la actualidad.

De hecho, las computadoras cuánticas se basan en qubits (bits cuánticos) superconductores, a los que se puede acceder través de Internet.

Ikeda simplemente escribió el algoritmo cuántico que pone en práctica la idea de Hotta y luego usó una computadora cuántica de IBM para ejecutarlo.

«Los resultados son consistentes con la solución exacta de la teoría».

En su experimento, llevado a cabo en el interior de una computadora cuántica, Ikeda solo pudo teletransportar energía a distancias equivalentes al tamaño de un chip de la propia computadora.

Pero una vez demostrada la idea, señala el investigador, debería ser posible teletransportar energía de forma instantánea a distancias mucho mayores.

Según Ikeda, sus resultados «proporcionan un punto de referencia realista que es totalmente alcanzable con las tecnologías de comunicación y computación cuánticas actuales», y añade que su estudio demuestra que las operaciones locales y la comunicación clásica son los únicos requisitos necesarios para la teletransportación de energía cuántica.

Para comprobarlo, Ikeda sugiere que se utilicen los enlaces ya existentes que se utilizan para la teleportación cuántica convencional.

Por ejemplo, su Universidad (la de Stony Brook) cuenta con un enlace de este tipo de 158 km de largo, hasta el Laboratorio Nacional de Brookhaven.

Sobre las implicaciones de su hallazgo, Ikeda afirma que «la capacidad de transferir energía cuántica a largas distancias provocará una nueva revolución en la tecnología de comunicaciones cuánticas».

El investigador añade que sus resultados implican el nacimiento de un nuevo campo en la economía, el de la información cuántica que «se convertirá en una importante idea en el futuro«.

Fuente: arXiv