Hoy en día nos comunicamos a través de señales de radio y enviamos pulsos eléctricos a través de cables largos. Sin embargo, esto podría cambiar pronto: los científicos han estado trabajando intensamente en el desarrollo de métodos para la transferencia de información cuántica. Esto permitiría la transferencia de datos a prueba de golpes o, algún día, inclusola vinculación de las computadoras cuánticas
La transferencia de información cuántica requiere una transferencia de información confiable de un sistema cuántico a otro, lo cual es extremadamente difícil de lograr. Independientemente, dos equipos de investigación, uno en la Universidad de Innsbruck y el otro en TU Wien Viena, ahora tienendesarrolló un nuevo protocolo de comunicación cuántica. Este protocolo permite una comunicación cuántica confiable incluso en presencia de ruido contaminante. Ambos grupos de investigación trabajan con el mismo concepto básico: para hacer que el protocolo sea inmune al ruido, agregan un elemento adicional, el llamadooscilador cuántico, en ambos extremos del canal cuántico.
transferencia de datos confiable
Los científicos han llevado a cabo experimentos de comunicación cuántica durante mucho tiempo. "Los investigadores presentaron un protocolo de teletransportación cuántica ya en la década de 1990. Permite transferir el estado de un sistema cuántico a otro mediante el uso de fotones ópticos", dice Benoit Vermersch, Postdoc en Peter Zoller.grupo de la Universidad de Innsbruck. Esto funciona también a grandes distancias, pero hay que aceptar que muchos de los fotones se pierden y solo una pequeña fracción llega al detector.
"Nuestro objetivo era encontrar una manera de transferir de manera confiable un estado cuántico de un lugar a otro sin tener que hacerlo varias veces para que funcione", explica Peter Rabl del Atominstitut, TU Wien. Qubits superconductores, en particular, son elementos prometedores para futuras tecnologías cuánticas. Son pequeños circuitos que pueden asumir dos estados diferentes al mismo tiempo. Contrariamente a los interruptores de luz convencionales que se pueden encender o apagar, las leyes de la física cuántica permiten que un qubit asuma cualquiercombinación de estos estados, que se llama superposición cuántica.
Para transferir este estado cuántico de un qubit superconductor a otro se requieren fotones de microondas, que ya se utilizan para la transferencia de señal clásica. La transferencia confiable de información cuántica a través de un régimen de microondas se ha considerado imposible ya que el ruido térmico constante superpone completamente la señal cuántica más débil.
Nuevo protocolo de transferencia
Los dos grupos de investigación ahora han demostrado que estos obstáculos no son imposibles de superar como se suponía anteriormente. En colaboración con equipos de Harvard y Yale EE. UU. Han podido desarrollar un protocolo de transferencia que es inmune al ruido inevitable ".Nuestro enfoque es agregar otro sistema cuántico, un oscilador de microondas, como mediador en ambos extremos del protocolo para acoplar los qubits en lugar de acoplarlos directamente al canal de microondas o la guía de ondas ", explica Rabl.
"No podemos evitar el ruido térmico que se desarrolla en el canal cuántico", dice Benoit Vermersch. "Lo importante es que este ruido afecta a ambos osciladores en ambos extremos de la misma manera. Por lo tanto, somos capaces de separar exactamente lo perjudicialefecto del ruido de la señal cuántica más débil a través del acoplamiento preciso a la guía de onda ".
"Según nuestros cálculos, podemos conectar qubits de varios cientos de metros con este protocolo", dice Peter Rabl. "Todavía tendríamos que enfriar los canales, pero a largo plazo será tecnológicamente factible vincular edificios o incluso ciudadesde forma física cuántica a través de canales de microondas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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