Circuitos cuánticos podrían teleportar información a la velocidad de la luz

Un grupo de físicos liderado por Sepehr Ghazi Nezami, del Instituto Tecnológico de California (Caltech), está trabajando en un sistema original y complejo para mejorar la computación cuántica.

La computación cuántica se basa en los principios de la mecánica cuántica y permite tratar la información de una forma más potente y segura que la computación clásica.

Básicamente consiste en aprovechar una de las propiedades de las partículas elementales, el entrelazamiento cuántico, para enviar información de forma instantánea y en tiempo real, sin necesidad de que la información recorra ningún trayecto físico.

El entrelazamiento cuántico es uno de los fenómenos más desconcertantes de la mecánica cuántica: cuando dos partículas elementales se entrelazan, experimentan un vínculo inexplicable que se mantiene incluso si están separadas por miles de kilómetros.

Cualquier información que introduzcamos en una de ellas, que por ejemplo está en Madrid, aparecerá instantáneamente en la otra que está en Nueva York. El entrelazamiento cuántico da lugar a la teleportación de la información.

Esa es la potencia más significativa de la computación cuántica, además de la seguridad: como la información no recorre trayecto, nadie puede piratearla.

Estado actual

La computación cuántica está todavía en estado embrionario, si bien ya se usa para investigaciones científicas y comerciales de forma puntual, para proyectos específicos.

Una de las limitaciones de la actual computación cuántica es que, cuando se envía información a través del entrelazamiento cuántico, se altera en el proceso y necesita ser decodificada cuando “llega” a su destino.

Por este motivo, la información debe viajar con su correspondiente llave para que, en el otro extremo del mundo, alguien pueda descifrar el mensaje. Eso impide que pueda viajar a la velocidad de la luz.

Lo que pretenden los físicos del Caltech, según explica la revista Quanta, es superar esta limitación: enviar la información en entrelazamiento cuántico sin necesidad de decodificarla.

Para ello se proponen reproducir en circuitos cuánticos  algo sorprendente: la dinámica de los agujeros negros.

Agujeros negros como de gusano

Los agujeros negros se forman en el universo cuando algunas estrellas mueren, se contraen y explotan.

En su interior la gravedad es tan potente que nada, ni la materia ni la radiación, pueden evitar ser engullidos.

Una propiedad atribuida teóricamente a los agujeros negros es que, si estuvieran en estado de entrelazamiento cuántico, podrían transmitir información sin necesidad de destruirla.

Eso supondría que los agujeros negros se comportarían como un agujero de gusano, una especie de pasadizo secreto que existiría en el universo y permitiría recorrer en un instante enormes distancias espaciales e incluso viajar a través del tiempo.

Teleportación a la velocidad de la luz

Es decir, hipotéticamente, dos agujeros negros entrelazados cuánticamente podrían enviar y recibir información sin necesidad de que sea alterada: llegaría al final de su trayecto lista para ser utilizada.

Los físicos del Caltech no pretenden construir agujeros negros en laboratorio, sino replicar sus propiedades en circuitos cuánticos.

Si la hipótesis de que los agujeros negros entrelazados pueden enviar información limpia se confirma, estos circuitos podrán intercambiar datos sin codificar y sin llaves.

Toda una revolución en la computación cuántica: permitiría la teleportación más rápida jamás alcanzada. Tal vez a la velocidad de la luz.

Y esto no sería lo más destacado de esta investigación.

Si la idea se confirma, nos indicaría que estamos llegando a la Teoría del Todo, que concilia la mecánica cuántica con la relatividad general que describe la gravedad.

El viejo sueño de Newton, Einstein o Hawking estaría al alcance de la mano.

Referencia

Quantum Gravity in the Lab: Teleportation by Size and Traversable Worm holes. Adam R. Brown et al. arXiv: 1911.06314v1.