Todavía no puede registrarse en Internet cuántico, pero los investigadores han informado sobre un hito experimental importante hacia la construcción de una red cuántica global, y está sucediendo en el espacio.
Con una red que transporta información en las propiedades cuánticas de partículas individuales, puede crear claves seguras para mensajes secretos y potencialmente conectar potentes computadoras cuánticas en el futuro. Pero los científicos creen que necesitará equipos en el espacio para obtener alcance global.
Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur NUS y la Universidad de Strathclyde, Reino Unido, se han convertido en los primeros en probar en tecnología de órbita los nodos de red cuántica basados en satélites.
Han puesto en órbita un dispositivo compacto que transporta componentes utilizados en la comunicación cuántica y la informática. Y funciona: el equipo informa los primeros datos en un documento publicado el 31 de mayo de 2016 en la revista Revisión física aplicada .
El dispositivo del equipo, denominado SPEQS, crea y mide pares de partículas de luz, llamadas fotones. Los resultados del espacio muestran que SPEQS está haciendo pares de fotones con propiedades correlacionadas, un indicador de rendimiento.
El líder del equipo Alexander Ling, profesor asistente del Centro de Tecnologías Cuánticas CQT de NUS dijo: "Esta es la primera vez que alguien prueba este tipo de tecnología cuántica en el espacio".
El equipo tuvo que ser ingenioso para rediseñar una configuración cuántica delicada de sobremesa para que fuera lo suficientemente pequeño y robusto como para volar dentro de un nano-satélite del tamaño de una caja de zapatos. El satélite completo pesa solo 1.65 kilogramos.
hacia el enredo
Hacer fotones correlacionados es un precursor para crear fotones enredados. Descrito por Einstein como "acción espeluznante a distancia", el enredo es una conexión entre partículas cuánticas que brinda seguridad a la comunicación y poder a la computación.
El profesor Artur Ekert, Director de CQT, inventó la idea de usar partículas enredadas para la criptografía. Dijo: "Alex y su equipo están llevando el enredo, literalmente, a un nuevo nivel. Sus experimentos allanarán el camino para asegurar la comunicación cuántica ycomputación cuántica distribuida a escala global. Estoy feliz de ver que Singapur es uno de los líderes mundiales en esta área ".
Las redes cuánticas locales ya existen. El problema que el equipo de Ling pretende resolver es un límite de distancia. Las pérdidas limitan las señales cuánticas enviadas a través del aire a nivel del suelo o fibra óptica a unos pocos cientos de kilómetros, pero en última instancia podríamos usar fotones enredados emitidos por satélitespara conectar puntos en lados opuestos del planeta. Aunque los fotones de los satélites todavía tienen que viajar a través de la atmósfera, ir de arriba a abajo equivale aproximadamente a recorrer solo 10 kilómetros a nivel del suelo.
El primer dispositivo del grupo es un buscador de tecnología. Toma fotones de un láser BluRay y los divide en dos, luego mide las propiedades del par, todos a bordo del satélite. Para ello, contiene un diodo láser, cristales, espejos y fotones.detectores cuidadosamente alineados dentro de un bloque de aluminio, que se encuentra en la parte superior de una placa de circuito impreso de 10 centímetros por 10 centímetros repleta de dispositivos electrónicos de control.
A través de una serie de pruebas previas al lanzamiento, y un incidente desafortunado, el equipo se volvió más seguro de que su diseño podría sobrevivir a un lanzamiento de cohete y condiciones espaciales. El equipo tenía un dispositivo en el cohete Orbital-3 de octubre de 2014 que explotóen la plataforma de lanzamiento. El satélite que contiene ese primer dispositivo se encontró luego en una playa intacta y todavía en funcionamiento.
Planes futuros
Incluso con el éxito de la misión más reciente, una red global aún está a unos pocos hitos de distancia. La hoja de ruta del equipo requiere una serie de lanzamientos, con las próximas SPEQS con destino al espacio programadas para producir fotones enredados. SPEQS significa Small Photon-Entrenamiento del sistema cuántico.
Con los satélites posteriores, los investigadores intentarán enviar fotones enredados a la Tierra y a otros satélites. El equipo está trabajando con los nano-satélites estándar "CubeSat", que pueden obtener viajes relativamente baratos al espacio como lastre de cohetes. En última instancia, completar una red global lo haríasignifica tener una flota de satélites en órbita y una variedad de estaciones terrestres.
Mientras tanto, los satélites cuánticos también podrían llevar a cabo experimentos fundamentales, por ejemplo, probando el enredo a distancias más grandes de lo que los científicos con destino a la Tierra pueden manejar. "Estamos llegando a los límites de cuán precisamente podemos probar la teoría cuántica en la Tierra".dijo el coautor Dr. Daniel Oi de la Universidad de Strathclyde.
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Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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