Comunicació quàntica: cada vegada més a prop
El teletransport i les xarxes quàntiques ens acosten a un nou sistema de comunicació
Que la física quàntica ha revolucionat la nostra vida no en dubta ningú. Els processadors que han fet possibles els ordinadors i smartphones actuals no existirien sense la profunda comprensió de la matèria que proporciona aquesta disciplina. Malgrat la seva eficàcia, la física quàntica és una teoria que ens diu que a escala microscòpica la natura es comporta d’una manera molt estranya, radicalment diferent del que estem acostumats a observar en el nostre entorn. Segons aquesta teoria, i tal com s’ha comprovat àmpliament en experiments, les partícules microscòpiques poden fer coses molt semblants a ser en diversos llocs de l’espai alhora i comunicar-se a velocitats superiors a les de la llum. La imatge que la física quàntica dibuixa de la natura és tan esbalaïdora que ni el mateix Albert Einstein la va acceptar mai. Tot i això, contínuament es produeixen nous avenços que fan presagiar una revolució en el camp de les tecnologies de la informació.
Teletransportació rècord
Aquest estiu un equip d’investigadors de la Universitat de Ciència i Tecnologia de Xangai va aconseguir per primera vegada teletransportar fotons, les partícules que formen la llum, des de la Terra fins a un satèl·lit situat a 1.400 quilòmetres de distància. Amb aquest experiment van esmicolar el rècord anterior de teletransportació, fixat en 143 quilòmetres. Tot i que el terme teletransportació evoca els millors moments de sèries com Star Trek, el fenomen físic és diferent del que s’utilitza en la ciència-ficció: no consisteix a fer desaparèixer un objecte d’un lloc i materialitzar-lo en un altre, sinó a transmetre informació per aconseguir que una partícula tingui exactament les mateixes propietats físiques que una altra partícula situada en un lloc diferent. Per aconseguir-ho, s’han utilitzat unes bases situades a l’altiplà del Tibet, que s’han comunicat amb el satèl·lit Mozi, posat en òrbita el 2016 i batejat així en honor al filòsof xinès del segle IV abans de Crist, que segons alguns autors havia formulat la primera llei del moviment 2.000 anys abans que Newton. Aquesta fita es pot llegir com el primer pas d’una nova xarxa de telecomunicacions global que podria resoldre molts dels problemes de ciberseguretat actuals.
Cap a una comunicació quàntica
Més a prop, un equip d’investigadors de l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) ha publicat aquesta setmana a la revista Nature un resultat que també està relacionat amb el futur de la comunicació. En general, una xarxa de comunicació està formada per uns nodes que reben, processen i envien informació, i uns canals per on circula aquesta informació. En el cas de la primera internet, els nodes eren ordinadors i els canals no eren sinó cables. Les xarxes d’informació actuals són clàssiques, és a dir, la informació es transmet, es processa i s’emmagatzema en forma de bits que poden tenir els valors 0 o 1. Però la informació quàntica funciona d’una altra manera. Gràcies a les estranyes propietats dels sistemes quàntics, els bits quàntics (qubits) poden presentar una mena de barreja d’aquests dos valors. Això fa que a les xarxes quàntiques la informació es pugui transmetre de manera totalment segura a través dels canals i que els nodes la puguin processar a molta més velocitat.
Els investigadors de l’ICFO han materialitzat un dels primers passos necessaris perquè la xarxa actual es transformi en una xarxa quàntica. Més concretament, han aconseguit per primera vegada fer viable una comunicació entre dos nodes quàntics diferents, un d’ells format per un núvol ultrafred d’àtoms de rubidi i l’altre format per un cristall alterat amb ions de l’element praseodimi. La comunicació entre tots dos nodes s’ha fet a través de fibra òptica. Aquesta flexibilitat fa que es pugui pensar en una xarxa de comunicació quàntica formada per nodes diversos connectats amb fibra òptica com la que ja s’utilitza actualment. A més, els investigadors han comprovat que el sistema de comunicació que han utilitzat és compatible amb la xarxa actual. Tot i que la distància que pot assolir aquest sistema encara és petita i els investigadors ja treballen per ampliar-la, la troballa obre una possibilitat interessant: la introducció gradual de tecnologies quàntiques en la infraestructura de comunicacions actual, cosa que facilitaria la construcció d’una xarxa quàntica global a partir de la xarxa existent.
