Qué es la teletransportación cuántica, cuyos investigadores ganaron Nobel de Física 2022

El investigador francés Alain Aspect, el estadounidense John F. Clauser y el austríaco Anton Zeilinger ganaron este martes el Nobel de Física 2022 por sus experimentos innovadores con fotones entrelazados, en los que las partículas se comportan como una sola unidad incluso cuando están separadas. Sus resultados abrieron el camino para nuevas tecnologías basadas en información cuántica y ya han encontrado aplicaciones en redes y computadoras cuánticas y en comunicación cifrada segura.

Qué es la teletransportación cuántica

Un factor clave en este desarrollo es cómo la mecánica cuántica permite que dos o más partículas existan en lo que se llama un estado entrelazado. Lo que le sucede a una de las partículas en un par entrelazado determina lo que le sucede a la otra partícula, incluso si están muy separadas.

Según contó la periodista Judith de Jorge en ABC de Madrid, durante mucho tiempo, la pregunta fue si la correlación se debía a que las partículas en un par entrelazado contenían variables ocultas, instrucciones que les indican qué resultado deben dar en un experimento. En la década de 1960, John Stewart Bell desarrolló la desigualdad matemática que lleva su nombre. Este establece que si hay variables ocultas, la correlación entre los resultados de un gran número de mediciones nunca excederá un cierto valor. Sin embargo, la mecánica cuántica predice que cierto tipo de experimento violará la desigualdad de Bell, lo que dará como resultado una correlación más fuerte de lo que sería posible de otro modo.

John Clauser desarrolló las ideas de John Bell, lo que llevó a un experimento práctico. Cuando tomó las medidas, respaldaron la mecánica cuántica al violar claramente una desigualdad de Bell. Esto significa que la mecánica cuántica no puede ser reemplazada por una teoría que utilice variables ocultas. Después, Alain Aspect desarrolló la configuración, usándola de una manera que cerró una laguna importante. Pudo cambiar la configuración de medición después de que un par entrelazado había dejado su fuente, por lo que la configuración que existía cuando se emitieron no podía afectar el resultado.

Usando herramientas refinadas y una larga serie de experimentos, Anton Zeilinger comenzó a usar estados cuánticos entrelazados. Entre otras cosas, su grupo de investigación ha demostrado un fenómeno llamado teletransportación cuántica, que hace posible mover un estado cuántico de una partícula a otra a distancia.

"Aún estoy un poco en shock. Pero en buen modo", ha dicho Aspect tras conocer que era uno de los galardonados. "Estoy seguro de que la teleportación cuántica será una realidad pronto. Sobre todo para enviar información de un equipo cuántico a otro, lo que supondrá toda una revolución", respondieron a los periodistas en la sala.

Por su parte, Zeilinger precisó que las tecnologías cuánticas se centran en la teleportación de información, pero no de masa. "Que una persona se teletransporte por completo de un sitio a otro es campo de ciencia ficción y lo que nosotros estamos haciendo es ciencia", indicó algo irritado al ser preguntado al respecto.

"Se ha vuelto cada vez más claro que está surgiendo un nuevo tipo de tecnología cuántica. Podemos ver que el trabajo de los laureados con estados entrelazados es de gran importancia, incluso más allá de las cuestiones fundamentales sobre la interpretación de la mecánica cuántica", dijo Anders Irbäck, presidente del Comité Nobel de Física. "Ser capaz de manipular y gestionar estados cuánticos y todas sus capas de propiedades nos da acceso a herramientas con un potencia inesperado", señalaron.

Para ampliar científicamente, descargá el documento: "Para experimentos con fotones entrelazados, estableciendo la violación de las desigualdades de Bell y siendo pioneros en la ciencia de la información cuántica" (pdf)