Logran entrelazamiento mecánico de dos fuentes de luz cuánticas

Este avance permite a los investigadores crear un fenómeno conocido como entrelazamiento mecánico cuántico. Esto, a su vez, abre nuevas puertas para que empresas y otros exploten comercialmente la tecnología.

Durante años, investigadores de todo el mundo se han esforzado por desarrollar fuentes de luz cuántica estables y lograr el fenómeno conocido como entrelazamiento mecánico cuántico, un fenómeno con propiedades casi de ciencia ficción en el que dos fuentes de luz pueden afectarse mutuamente de forma instantánea y potencialmente a través de grandes distancias geográficas. El entrelazamiento es la base misma de las redes cuánticas y fundamental para el desarrollo de un ordenador cuántico eficiente.

Investigadores del Instituto Niels Bohr publican un artículo en Science en el que reportan que han conseguido precisamente eso. Según el profesor Peter Lodahl, uno de los investigadores responsables del resultado, se trata de un paso crucial en el esfuerzo por llevar el desarrollo de la tecnología cuántica al siguiente nivel y «cuantizar» los ordenadores, el cifrado e Internet de la sociedad.

«Ahora podemos controlar dos fuentes de luz cuántica y conectarlas entre sí. Puede que no parezca gran cosa, pero es un gran avance y se basa en los últimos 20 años de trabajo. Con ello, hemos desvelado la clave para ampliar la tecnología, algo crucial para las aplicaciones de hardware cuántico más revolucionarias», afirma el profesor Peter Lodahl, que lleva investigando en este campo desde 2001.

La magia se produce en un nanochip (no mucho mayor que el diámetro de un cabello humano) que los investigadores también han desarrollado en los últimos años.

El grupo de Peter Lodahl trabaja con un tipo de tecnología cuántica que utiliza partículas de luz, llamadas fotones, como microtransportadores para desplazar información cuántica.

Aunque el grupo de Lodahl es líder en esta disciplina de la física cuántica, hasta ahora sólo habían podido controlar una fuente de luz a la vez. Esto se debe a que las fuentes de luz son extraordinariamente sensibles al «ruido» exterior, lo que las hace muy difíciles de copiar. En su nuevo resultado, el grupo de investigación consiguió crear dos fuentes de luz cuánticas idénticas en lugar de una sola.

«El entrelazamiento significa que al controlar una fuente de luz, se afecta inmediatamente a la otra. Esto hace posible crear toda una red de fuentes de luz cuánticas entrelazadas, todas las cuales interactúan entre sí, y con las que se pueden realizar operaciones de bits cuánticos del mismo modo que con los bits de un ordenador normal, pero mucho más potentes», explica el postdoctorado Alexey Tiranov, autor principal del artículo.

Esto se debe a que un bit cuántico puede ser un 1 y un 0 al mismo tiempo, lo que se traduce en una potencia de procesamiento inalcanzable con la tecnología informática actual. Según el profesor Lodahl, sólo 100 fotones emitidos por una fuente de luz cuántica contienen más información que la que puede procesar el mayor superordenador del mundo.

Utilizando entre 20 y 30 fuentes de luz cuántica entrelazadas se podría construir un ordenador cuántico universal con corrección de errores, el «santo grial» definitivo de la tecnología cuántica, en el que las grandes empresas informáticas están invirtiendo miles de millones.

Según Lodahl, el mayor reto ha sido pasar de controlar una a dos fuentes de luz cuántica. Entre otras cosas, esto ha hecho necesario que los investigadores desarrollen nanochips extremadamente silenciosos y tengan un control preciso de cada fuente de luz.

Con el nuevo avance, la investigación fundamental en física cuántica ya está en marcha. Ahora es el momento de que otros actores tomen el trabajo de los investigadores y lo utilicen en su afán por implantar la física cuántica en toda una serie de tecnologías, como los ordenadores, Internet y la encriptación.

«Para una universidad es demasiado caro construir un dispositivo que controle entre 15 y 20 fuentes de luz cuántica. Así que, ahora que hemos contribuido a entender la física cuántica fundamental y hemos dado el primer paso en el camino, seguir ampliando la escala es en gran medida una tarea tecnológica», afirma el profesor Lodahl.