Nueva investigación podría ayudar a darnos comunicación cuántica segura a todos

El año pasado, el presidente de la Academia China de Ciencias, Chunli Bai, y el presidente Anton Zeilinger, de la Academia de Ciencias de Austria, en Viena, realizaron la primera videollamada con seguridad cuántica.

¿Pero cuándo vamos a participar en esto? ¿Alguna vez habrá una comunicación cuántica segura en su lugar de trabajo?

Un equipo de investigadores en el Reino Unido ha hecho los cálculos que creen que ayudarán a extender estas videollamadas cuánticas superseguras a redes de más de dos personas.

“Actualmente se puede utilizar la comunicación cuántica para comunicarse entre dos personas”, dijo a Gizmodo el autor del estudio, Ciarán Lee, del University College de Londres.

“Pero estos métodos no eran extensibles a una gran red. Si quiere que varias personas se comuniquen a la vez, necesitas otras técnicas. Nuestro trabajo muestra cómo se puede generalizar el trabajo previo para permitir que varias personas se comuniquen “.

Comencemos con lo básico.

La matemática de la mecánica cuántica dice que una vez que las partículas interactúan, comparten una conexión misteriosa sin importar cuán lejos las separe.

En física regular, es como si tuviera una bola azul y una roja, cada una en una bolsa por lo que no puede decir cuál es cuál.

Si usted y un amigo llevaron las bolsas a extremos opuestos de la Tierra, usted podría decir de inmediato cuál era el color de la pelota al mirar la suya.

En mecánica cuántica, ambas bolsas en su lugar pueden contener bolas que son simultáneamente rojas y azules, hasta que abre la bolsa.

Una vez que mira en la bolsa, la pelota se pone roja y la que está en la bolsa de su amigo se vuelve azul, o viceversa.

Parece que cierta información sobre la medición de la pelota viajó instantáneamente a la otra bolsa y le dijo que tomara el valor opuesto.

Einstein llamó a este efecto “acción espeluznante a distancia”.
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Cuando los científicos intentan medir este efecto, lo hacen estadísticamente, usando muchas partículas como fotones con dos valores diferentes de una propiedad innata.

La información sobre las partículas se conecta a una ecuación matemática llamada “desigualdad de Bell”.

Llenar sus espacios en blanco con conjuntos de partículas no relacionadas (partículas que no están entrelazadas) hace que la ecuación devuelva un valor “verdadero”.

Pero las partículas entrelazadas violarán la desigualdad de Bell, haciendo que devuelva un valor “falso”.

Para volver al ejemplo de la bola roja y azul: digamos que había alguien en el medio que no conocía, mirando las bolas de colores antes de llegar a usted, entonces su red sería insegura y ya no violaría la desigualdad de Bell.

Puede aprovechar esta misteriosa configuración para crear una red segura entre dos personas; esencialmente, si está vinculado por partículas entrelazadas, tal vez pueda tener un verificador de desigualdad de Bell en su red de comunicación que le indique si su sistema es seguro (partículas entrelazadas) o inseguro (un tercero ha pirateado el sistema, rompiendo el enlace).

El artículo de Lee, publicado en Physical Review Letters, amplía las matemáticas de estos sistemas, por lo que quizás este verificador cuántico pueda usar partículas entrelazadas entre muchas computadoras.

Por supuesto, esto es todo matemático en este momento.

Estos sistemas de comunicaciones cuánticas son realmente estáticos, sería difícil ver claramente si la bola era roja o azul, en nuestro ejemplo, y no hay prueba experimental de que la idea de Lee funcione.

“Lo que sería realmente bueno es un intento de implementar estos protocolos en la red del mundo real”, dijo.

Señaló que empresas como Toshiba tienen laboratorios de comunicaciones cuánticas en el Reino Unido y que sería genial intentar implementar un experimento de prueba de concepto.

Fuente: Gizmodo