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El satélite chino establece un récord de distancia por demostrar rareza cuántica


El reino cuántico es un lugar increíblemente extraño donde nuestras leyes de la física aceptadas aparentemente se rompen. El enredo parece sugerir que algún día podríamos comunicarnos entre nosotros a través de enormes distancias, quizás instantáneamente. Este es un ejemplo del comportamiento muy extraño del mundo cuántico, a menudo denominado rareza cuántica.

Los científicos chinos han probado recientemente esta teoría a una distancia mayor que nunca antes. Intentaban probar lo que Einstein llamó "acción espeluznante a distancia" entre estaciones que reciben luz de un satélite. La teoría que estaban probando le parecía absurda a Einstein, ya que implicaba una comunicación más rápida que la luz. Esto fue una violación directa de la Relatividad. Independientemente de esto, los hallazgos del equipo destrozan el récord anterior de 100 kilómetros entre receptores. Aunque esto es increíblemente interesante, todavía no estamos más cerca de una aplicación práctica. En el futuro, sin embargo, quién sabe qué impacto podría tener esto en la computación cuántica y la comunicación utilizando rarezas cuánticas.

[Fuente de imagen: Pixabay]

¿Qué diablos está pasando?

Francamente, no estamos del todo seguros de qué está pasando con la rareza cuántica. Las matemáticas de la mecánica cuántica, incluido el entrelazamiento, son realmente muy extrañas. Las partículas parecen ser capaces de adquirir propiedades relacionadas cuando se enredan. Si separa estas partículas a una distancia, aún permanecen enredadas en estados desconocidos de giro hasta que se observan. Cuando haces esto, sabes qué, la otra partícula reacciona a las propiedades de su compañero enredado de una manera curiosa. ¿Que demonios? Es casi como si las partículas de alguna manera estuvieran "hablando" entre sí y transmitiendo información al instante.

Sabiendo esto, podría usarlo para enviar información. Todo lo que necesita hacer es determinar el estado de una de las partículas y conocer instantáneamente las propiedades de la otra. Einstein notó esto hace muchas décadas y su observación es ciertamente "espeluznante", especialmente porque las partículas pueden comunicarse a distancias instantáneamente. Claramente, como puedes imaginar, realmente no quería creer en este fenómeno, ya que viola sus principios de viajar más rápido que la luz.

Pero, quizás no, no es tan cortante y seco ...

¿Qué hicieron los chinos?

Ha habido varios experimentos desde la década de 1970 que parecen demostrar que la rareza cuántica realmente existe. Estos experimentos se basaron en fibras ópticas u otros componentes que debilitan la señal. Los chinos, sin embargo, usaron un satélite Micius recién lanzado para enviar fotones sin obstrucciones a través del espacio. Sus resultados fueron publicados en la revista Science el 15 de junio de 2017.

Los chinos han adoptado un enfoque de pensamiento muy "original" para su experimento. De hecho, es bastante ingenioso. Establecieron dos laboratorios de estaciones terrestres en la Tierra, separados 1200 kilometros. Su satélite dispara un rayo a través de un divisor especial que primero entrelaza dos pares de fotones. Estos fotones luego viajan por diferentes caminos hasta cada una de las estaciones, donde luego se comparan. Las longitudes de viaje sumadas de las vigas variaron entre 1600 y 2400 km.

La comunidad científica ha celebrado su logro. Precioso, pero solo una minúscula cantidad de fotones se recuperó con éxito. Acerca de uno en seis millones señaló Alexander Ling, físico de la Universidad Nacional de Singapur a la ciencia.

Los satélites son interesantes en sí mismos

Los experimentos cuánticos a escala espacial (QUESS) o los satélites Micius son bastante revolucionarios. Estos chicos malos bien podrían ser los primeros satélites de comunicaciones cuánticas del mundo. El primero llegó al espacio en agosto de 2016 a bordo de un cohete Long March-2D. Llevan el nombre del antiguo filósofo y científico chino Mozi.

Dada su capacidad para enviar fotones entrelazados como medio de comunicación, técnicamente son los primeros satélites a prueba de hackeo del mundo. La Academia China de Ciencias (CAS) incluso ha podido recibir 202 MB de datos de prueba del satélite poco después del lanzamiento. Estos satélites cuestan alrededor $ 100 millones desarrollar. Como probablemente adivinará, están destinados a demostrar las comunicaciones cuánticas transcontinentales entre China y Austria. Se planean dos más. Aquí hay más información sobre el concepto.

Entonces, ¿cuál fue el objetivo del experimento?

La pregunta obvia sería ¿qué usos prácticos podría tener este tipo de experimento? Bueno, una opción podría ser usar partículas entrelazadas para comunicaciones súper rápidas. Dicha comunicación podría ser ultra segura para arrancar. Si algún "parker entrometido" lograba interceptar la transmisión, lo sabrías de inmediato. La comunicación final estaría en un estado inesperado "desenredado".

Este es técnicamente un gran paso adelante en nuestra comprensión de este campo. Jurgen Volz, físico del Centro de Viena para la Ciencia y Tecnología Cuántica, mencionado en el LA Times. Las posibilidades de desarrollar tecnología de rarezas cuánticas son tentadoras. Una red de comunicación cuántica necesitará la capacidad de distribuir fotones a grandes distancias entre receptores. Hasta la fecha, los experimentos se han limitado a la línea de visión a través de ciudades o cimas de montañas. Debido a esto, las distancias de los enlaces se han limitado a 100 kilometros más o menos debido a la dispersión y la caída de la señal.

El equipo quería y logró ver si podían aumentar la distancia de transmisión de la señal más allá de esta aparente restricción de distancia. Utilizaron los satélites Micius lanzados en 2016 que estaban equipados con cargas útiles ópticas cuánticas especiales para lograrlo. Su experimento muestra que la distancia se puede aumentar al menos 12 veces la distancia entre receptores. Parece que nos acerca un paso más a las futuras comunicaciones cuánticas globales. Impresionante.

La última palabra

Este experimento, en parte, es una prueba de concepto para distancias de receptor más extensas de lo que se intentó anteriormente. Al parecer, podemos enredar partículas y dispararlas a distancias bastante grandes con éxito. Aunque se capturó y analizó con éxito una cantidad muy pequeña de fotones, muestra que se puede hacer. Aún no está claro cómo podríamos ampliar esto, pero ciertamente es alentador. Estos resultados muestran que el efecto es real y a una distancia récord. También está en duda lo que podemos hacer con la información recibida. El problema es analizar los haces una vez recibidos. Sería una tontería completamente aleatoria hasta que compare los resultados con el otro receptor de partículas. Eso derrota un poco al objeto de las comunicaciones superrápidas, hombre que apesta.

No se haga ilusiones de que todavía pasará mucho tiempo antes de que podamos utilizar prácticamente esta tecnología de rareza cuántica. Especialmente para aplicaciones para redes de telecomunicaciones. Aún así, es bueno soñar con las posibilidades futuras.

Fuentes:ScienceMag, Gizmodo, LATimes

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