LOGRAN TELEPORTACIÓN ENTRE ELECTRONESOne of the challenges to creating an efficient quantum computer is figuring out how to transfer information and correct errors within a quantum system. This is where Nichol's new research comes in. Nichol and his colleagues at Purdue University demonstrated a way to transfer the quantum state of one electron to another, without moving the electrons themselves. This is an important step in showing how information can be transmitted quantum-mechanically.
La teleportación es bien conocida en la ciencia-ficción, como por ejemplo en la saga de Star Trek, en la cual para algunos trayectos la persona se desmaterializa en el lugar de partida y se materializa en el de destino.
En la vida real, la teleportación de materia afronta retos que seguramente serán insuperables.
No obstante, hay un ámbito en el que sí es posible una forma de teleportación.
La teleportación es factible en el mundo subatómico de la mecánica cuántica, aunque no de la manera que típicamente se describe en la ciencia-ficción.
En el mundo cuántico, la teleportación implica el transporte de información, más que el transporte de materia propiamente dicha.
El año pasado, unos científicos comprobaron que la información puede pasar de unos fotones a otros en ciertos chips de computador, incluso cuando los fotones no están físicamente conectados.
Ahora, una nueva investigación realizada por científicos de la Universidad de Rochester y la Universidad Purdue, ambas en Estados Unidos, indica que esa clase de teleportación también puede ser posible entre electrones.
El equipo integrado, entre otros, por John Nichol y Andrew Jordan, ambos de la Universidad de Rochester, explora nuevas formas de crear interacciones de mecánica cuántica entre electrones distantes.
Los últimos resultados que el equipo ha obtenido representan un paso importante en el avance de la computación cuántica, que, a su vez, tiene el potencial de revolucionar la computación, la medicina y la ciencia en general, al proporcionar procesadores y sensores más rápidos y eficientes.
La teleportación cuántica es una demostración de lo que Albert Einstein llamó famosamente “acción fantasmal a distancia”, también conocida como entrelazamiento cuántico.
En el entrelazamiento cuántico, que es uno de los conceptos básicos de la física cuántica, las propiedades de una partícula afectan a las propiedades de otra, incluso cuando las partículas están separadas por una gran distancia.
La teleportación cuántica implica “teletransportar” instantáneamente el estado de partículas.
La teleportación cuántica es un medio importante para transmitir información en la computación cuántica.
Un computador típico de hoy en día alberga miles de millones de transistores, que ejercen de bits.
En cambio, las computadoras cuánticas codifican la información en bits cuánticos, o qubits.
Un bit tiene un único valor binario, que puede ser “0” o “1”, pero los qubits pueden ser “0” y “1” al mismo tiempo.
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En los últimos tiempos, se ha conseguido demostrar la teleportación cuántica mediante el uso de fotones para crear pares de qubits entrelazados y separados por una gran distancia.
Sin embargo, los qubits hechos de electrones individuales también son prometedores para transmitir información en semiconductores.
El motivo, tal como explica Nichol, es que los electrones individuales interactúan muy fácilmente entre sí, y que los bits constituidos por electrones individuales son adaptables para su uso a mayor escala.
La creación de pares de qubits de electrones entrelazados cuánticamente y separables a grandes distancias, lo cual es necesario para la teleportación, ha resultado ser un desafío: mientras que los fotones se propagan de manera natural a grandes distancias, los electrones suelen estar confinados a un solo lugar.
Para lograr la teleportación cuántica utilizando electrones, los investigadores aprovecharon una técnica recientemente desarrollada.
Con ella, consiguieron distribuir pares entrelazados de electrones y teletransportar sus estados de espín.
Para demostrar la teletransportación cuántica utilizando electrones, los investigadores utilizaron una técnica desarrollada recientemente basada en los principios del acoplamiento de intercambio de Heisenberg.
Un electrón individual es como un imán de barra con un polo norte y un polo sur que pueden apuntar hacia arriba o hacia abajo.
La dirección del polo, ya sea que el polo norte apunte hacia arriba o hacia abajo, por ejemplo, se conoce como el momento magnético del electrón o el estado de giro cuántico.
Si ciertos tipos de partículas tienen el mismo momento magnético, no pueden estar en el mismo lugar al mismo tiempo.
Es decir, dos electrones en el mismo estado cuántico no pueden sentarse uno encima del otro.
Si lo hicieran, sus estados cambiarían de un lado a otro a tiempo.
Los investigadores utilizaron la técnica para distribuir pares de electrones entrelazados y teletransportar sus estados de espín.
“Proporcionamos evidencia para el” intercambio de entrelazamientos “, en el que creamos entrelazamientos entre dos electrones a pesar de que las partículas nunca interactúan, y la” teletransportación de puerta cuántica “, una técnica potencialmente útil para la computación cuántica mediante teletransportación“, dice Nichol.
“Nuestro trabajo muestra que esto se puede hacer incluso sin fotones“.
Fuente: Noticias de la Ciencia
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