Físicos alcanzan teleportación cuántica bajo el agua por primera vez

(Agencia N+1/Beatriz de Vera). La comunicación cuántica es la encriptación definitiva. También conocida como teleportación cuántica, promete una transmisión de mensajes protegidos de los ojos indiscretos. La teleportación cuántica se basa en la idea de enlazamiento cuántico: dos partículas están unidas de modo que lo que suceda a una afectará automáticamente a la otra, sin importar lo separadas que estén (por motivos que aún la ciencia no logra dilucidar del todo). A través de ese mecanismo, los científicos ya han teletransportado información a través de grandes distancias mediante fibra óptica, e incluso desde el espacio exterior: a principios de este año, un equipo de investigadores chinos fue capaz de usar este fenómeno para teletransportar información a un satélite en órbita terrestre a través de más de 500 km. Ahora, científicos chinos han enviado con éxito información entre partículas enlazadas a través de agua de mar, siendo la primera vez que este tipo de comunicación cuántica se ha logrado bajo el agua.

La información viajó en un tanque de 3,3 metros de largo, pero los investigadores, cuyos resultados han sido publicado por The Optical Society, predicen que deberían ser capaces de usar la misma técnica para enviar comunicaciones estables a 900 metros a través de aguas abiertas, donde la aplicación más obvia sería un submarino que quiera permanecer sumergido pero que se comunique de una manera segura.

Cómo se realiza el envío de datos. El proceso que sigue la transmisión de información con los láseres es el siguiente: primero el haz de luz se emite hacia un prisma, que divide la luz en pares de fotones, de tal modo que cuando se manipula una partícula del par, la otra reacciona instantáneamente. Al medir la polaridad de una, el entrelazamiento cuántico asegurará que la otra partícula tendrá la polaridad contraria. Así pues, las leyes de la física garantizan la seguridad de las comunicaciones entre dos dispositivos. El problema de este medio de comunicación es la estabilidad. Hasta ahora, se había conseguido transmitir a través de aire, espacio y fibra óptica, pero no a través del agua. 

Para este experimento, los investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghai (China) tomaron agua de mar del Mar Amarillo y la instalaron en un tanque de 3 metros en el laboratorio. Entonces crearon un par de fotones, del modo descrito, y estas partículas se colocaron en los extremos opuestos del tanque. El equipo mostró que, a pesar de estar separados por metros de agua de mar, podrían comunicar con precisión la información entre ellos más del 98% del tiempo. "Nuestros resultados confirman la viabilidad de un canal cuántico de agua de mar, que representa el primer paso hacia la comunicación cuántica subacuática", escriben los investigadores.

La tarea pendiente. Todavía es muy pronto y hay que replicar este hallazgo, pero el equipo predice que sería posible alcanzar la comunicación cuántica a través de una distancia de 885 metros usando fotones, aunque New Scientist informa que otros grupos han calculado un límite de comunicación cuántica subacuática de solo 120 metros. "Debido a que el agua del océano absorbe la luz, que viajen más va a ser difícil", dijo Jeffrey Uhlmann, un físico de la Universidad de Missouri en Columbia, a Powell.

La mecánica cuántica no solo nos trae de cabeza a los simples mortales, mortifica los cerebros de los más entendidos hasta el punto de que al mediático premio Nobel de física Richard Feynman se le atribuye haber dicho: “Si usted piensa que entiende la mecánica cuántica es que no la ha entendido”. Dentro de su extrañeza, una de sus particularidades más sorprendentes podría ser esta: la causación puede correr hacia atrás en el tiempo, tanto como hacia adelante. Es decir, el futuro, como sabemos, está influenciado por el pasado, pero también al contrario. La retrocausalidad es el equivalente, en partículas, de tener un dolor de estómago hoy, por culpa del mal almuerzo de mañana.

El mayor escollo que tiene la retrocausalidad es que necesita una reinterpretación completa de la física cuántica. Con este objetivo, Matthew S. Leifer de la Universidad Chapman en California (EE. UU.) y Matthew F. Pusey del Instituto Perimeter de Física Teórica de Ontario (Canadá), examinaron más de cerca algunos supuestos básicos de esta disciplina y desarrollaron un modelo, publicado en julio en Proceedings of The Royal Society A, que determina que, a menos que podamos demostrar por qué el tiempo siempre debe ir adelante, las mediciones hechas a una partícula podían reflejarse tanto ahora como en el futuro.