La teletransportación es posible, solo depende de la escala
Imagine poder desaparecer de un lugar y luego reaparecer exactamente en la misma condición en otro lugar. Podrías visitar tu panadería favorita en París para desayunar, pasar la tarde en una playa de Tailandia y, ¿por qué relegarte a la Tierra?
Hazte a la luna antes de ir a casa a cenar.
La idea de la teletransportación es fascinante y predominante en la ciencia ficción, con la frase de Star Trek «Haz que me levante, Scotty» que viene inmediatamente a mi mente.
Si bien parece inalcanzable, en realidad no es imposible de acuerdo con las leyes de la física … solo depende de la escala.
En 1993, un grupo de seis científicos internacionales discutió la idea de que la teletransportación es posible a nivel subatómico y demostró el transporte de sistemas como fotones individuales, campos de luz coherentes, espines nucleares e iones atrapados.
Aunque quizás sea decepcionante para el viajero ávido, la teletransportación cuántica no puede aplicarse a la materia, pero puede ser revolucionaria en el transporte de información y en la creación de computadoras cuánticas; quizás, según algunos expertos, incluso conduzca a una Internet cuántica en la que las limitaciones de las redes actuales se superen con una mayor privacidad, seguridad y capacidades computacionales.
Antes de esto, los científicos creían que la teletransportación perfecta no era posible incluso a escala subatómica, ya que violaba el principio de incertidumbre en la mecánica cuántica.
En términos simples, este principio establece que cuanto más exactamente se mide u observa un objeto, más se ve perturbado por el procesamiento de la medición.
Esto significa que sería imposible hacer una réplica perfecta porque no podemos medir con precisión el original sin cambiar su estado cuántico.
Efecto Einstein-Podolsky-Rosen
Pero en 1993, el equipo de científicos encontró una forma de evitar esto en forma de una característica paradójica de la mecánica cuántica llamada efecto Einstein-Podolsky-Rosen (EPR).
Presentado por primera vez en un artículo en 1935 por Einstein y sus investigadores posdoctorales, el experimento mental detrás de EPR describe un fenómeno conocido como «enredo cuántico», en el que los estados cuánticos de dos o más objetos, como un par de fotones, tienen el mismo estado incluso cuando están separados por grandes distancias.
Cambiar el estado de uno de estos objetos cambia simultáneamente el estado del otro incluso cuando no hay conexión física.
Este fenómeno fue conocido como «acción espeluznante a distancia» por Einstein.
Los científicos apenas comienzan a comprender los misterios del enredo y cómo hace posible la teletransportación cuántica.
En resumen, uno podría «escanear» un objeto para ser teletransportado y complementar la información faltante sobre ese objeto (que surge como resultado del principio de incertidumbre) utilizando información de un par de socios enredados.
El proceso implicaría tres partículas en las cuales una partícula «teletransporta» su estado a dos partículas enredadas distantes.
Los científicos llaman a esto teletransportación en el sentido de que una partícula con un conjunto particular de propiedades desaparece en un lugar y una con exactamente las mismas propiedades aparece en otro lugar.
El entrelazamiento proporciona los medios para enviar qubits de información: la versión cuántica de un bit binario; Una unidad básica de información, sin ningún contacto físico.
Los átomos o partículas individuales podrían reemplazar a los transistores, ampliando enormemente nuestros poderes y capacidades informáticas.
A diferencia de las computadoras binarias, que operan en unidades básicas de información representadas por 1s y 0s, los qubits pueden existir como un «1» o «0» simultáneamente a través del principio de superposición.
Este atributo simple permite que una computadora cuántica almacene mayores cantidades de datos y razone rápidamente a través de problemas complejos o tareas informáticas al explorar simultáneamente múltiples rutas y elegir la más eficiente.
Esto, junto con el enredo y un principio llamado teorema de no clonación, que prohíbe la copia idéntica de estados cuánticos desconocidos, cambiará para siempre y por completo la forma en que almacenamos, transferimos y encriptamos los datos.
Aunque todavía estamos bastante lejos de lograr una verdadera era cuántica, los investigadores están haciendo algunos avances impresionantes y acercándonos cada vez más, un experimento a la vez.
Quizás lo más memorable ocurrió en 2017 cuando un equipo de investigadores chinos teletransportó información al satélite orbital de Micuis y viceversa, demostrando «la primera teletransportación cuántica de qubits independientes de un solo fotón desde un observatorio terrestre a un satélite de órbita terrestre baja … con una distancia de distancia a 1400 km”.
Antes de esto, los experimentos de teletransportación solo se habían demostrado entre ubicaciones que estaban limitadas a una distancia del orden de 100 kilómetros.
Sin embargo, para lograr una Internet cuántica a escala global, el equipo propuso explotar «enlaces basados en el espacio» para conectar dos puntos remotos en la Tierra, lo que reduciría lo que llamaron «pérdida de canal» (esencialmente pérdida de señal) porque la mayoría de los fotones ‘La ruta de propagación está en el espacio vacío.
El equipo también demostró avances en sus capacidades de transmisión de datos a mayores distancias y con un mejor cifrado.
Más recientemente, los investigadores extendieron el enredo a los electrones haciendo qubits a partir de electrones individuales.
Esto en particular ha sido un desafío en comparación con el uso de fotones, que se propagan naturalmente a grandes distancias, porque los electrones están confinados en el espacio.
Este tipo de estudios allana el camino para explorar la teletransportación cuántica en todos los estados de rotación de la materia.
Todo esto es parte de lo que los investigadores llaman «la segunda revolución cuántica», que sigue al descubrimiento inicial del mundo cuántico y sus principios aparentemente extraños en el siglo XX por actores clave como Heisenberg, Schrödinger y Einstein.
Es emocionante ver que este campo se desarrolla desde la infancia. De manera similar a la forma en que nos burlamos de las primeras computadoras del tamaño de una habitación reveladas en la década de 1950, algún día podremos ver nuestras computadoras binarias actuales de la misma manera.
Aunque todavía estamos lejos de este nuevo mundo construido sobre los principios alucinantes de la mecánica cuántica, estamos a punto de desbloquear nuevas capacidades increíbles que proporcionarán infinitas posibilidades.
La teletransportación es posible, solo depende de la escala
