Redes de comunicación cuántica

os expertos entienden que las redes cuánticas aumentarán la seguridad de la información con respecto a la situación actual. Uno de los componentes importantes de la comunicación cuántica es el entrelazamiento entre sistemas cuánticos, por ejemplo entre dos haces de luz. Básicamente este entrelazamiento es la conexión de dos haces de luz. Estos haces tienen características bien definidas compartidas como puede ser un conocimiento común. De acuerdo con las leyes de la mecánica cuántica, un estado cuántico puede utilizarse para transferir información de forma segura y a salvo de miradas indiscretas.

Científicos del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague dirigidos por el profesor Eugene Polzik lograron almacenar dos haces de luz entrelazada en dos memorias cuánticas. Para ello utilizaron un «bosque» de espejos y elementos ópticos como divisores y retardadores en una mesa de gran tamaño, formando así un recorrido laberíntico de luz de más de diez metros de largo. Los elementos ópticos permitieron a los investigadores, miembros del grupo Quantop del instituto, controlar la luz y regular su tamaño e intensidad y además garantizar que la longitud de onda y la polarización de la luz se adecuaban a las necesidades del experimento.

Los investigadores explicaron que crearon los haces de luz entrelazada enviando un único haz de luz azul a través de un cristal en el que se divide en dos haces rojos. Éstos presentan un estado cuántico común porque están entrelazados. Según el equipo, el estado cuántico es información en sí mismo.

El laberinto de espejos y elementos ópticos recibe a continuación los dos haces de luz, que alcanzan las dos memorias. Para este estudio los científicos utilizaron dos contenedores de vidrio llenos de un gas de átomos de cesio. El equipo indicó que el estado cuántico de los átomos contiene información en forma de espín que puede ser hacia arriba o hacia abajo.

Los investigadores pueden compararlo a continuación con datos informáticos compuestos de unos y ceros. El estado cuántico se transfiere desde los dos haces de luz a las dos memorias cuando los haces pasan por los átomos. Como resultado la información se almacena en forma del nuevo estado cuántico de los átomos.

«Es la primera vez que se demuestra un tipo de memoria de estas características con un grado elevado de fiabilidad. De hecho su calidad es tanta que es imposible obtener algo semejante con memorias convencionales de luz como las utilizadas, por ejemplo, en la comunicación por Internet. Hemos dado un paso más en la consecución de una red cuántica», afirmó el profesor Polzik.

El estudio recibió fondos de seis proyectos comunitarios: Q-ESSENCE, HIDEAS, CORNER, COMPAS, COQUIT y EMALI.

Q-ESSENCE, HIDEAS, CORNER, COMPAS y COQUIT están financiados mediante el tema «Tecnologías de la información y la comunicación» del Séptimo Programa Marco (7PM) de la UE. Q-ESSENCE («Interfaces, sensores y comunicación cuánticos basados en el entrelazamiento») recibió 4,7 millones de euros; HIDEAS («Sistemas entrelazados de alta dimensión») 2 millones de euros; CORNER («Efectos de ruido correlacionados en el procesamiento de información cuántica) 2,09 millones de euros; COMPAS («Computación con estados fotónicos mesoscópicos y atómicos») 1,59 millones de euros; y COQUIT («Operaciones cuánticas colectivas aplicadas a las tecnologías de la información») 1,16 millones de euros.

El proyecto EMALI («Ingeniería, manipulación y caracterización de estados cuánticos de materia y luz») recibió 4,39 millones de euros de la línea presupuestaria Redes de formación mediante la investigación Marie Curie del Sexto Programa Marco (6PM) comunitario.