Teletransportan un fotón a un cristal a través de 25 kilómetros

Físicos de la Universidad de Ginebra (UniGe, Suiza) han logrado teletransportar el estado cuántico de un fotón a un cristal a través de más de 25 kilómetros de fibra óptica. El experimento, llevado a cabo en el laboratorio del profesor Nicolas Gisin, pulveriza el récord anterior de 6 kilometros alcanzado hace diez años por el mismo equipo.

Pasar de la luz a la materia, utilizando el teletransporte de un fotón a un cristal, muestra que, en la física cuántica, no es la composición de una partícula lo que es importante, sino más bien su estado, ya que este puede existir y persistir en diferencias tan extremas como aquellas que distinguen la luz de la materia. Los resultados obtenidos por Félix Bussières y sus colegas se presentan en la última edición de Nature Photonics.

Los últimos experimentos han permitido comprobar que el estado cuántico de un fotón se puede mantener mientras es transportado a un cristal sin que los dos estén directamente en contacto. El cristal debe imaginarse como un banco de memoria que almacena la información del fotón; este último se transfiere a través de las distancias utilizando el efecto del teletransporte.

El experimento no sólo representa un notable logro tecnológico sino también un avance espectacular en las posibilidades continuamente sorprendentes que ofrece la dimensión cuántica. Al alcanzar la distancia de 25 kilómetros de fibra óptica, los físicos de UniGe han sobrepasado significativamente su propio récord de 6 kilómetros, la distancia alcanzada durante la primera teletransportación a larga distancia, realizada en 2003.

Memoria después de la triangulación

Entonces, ¿cómo es exactamente esta prueba de entrelazamiento cuántico, y cuáles son sus propiedades? Uno tiene que imaginar dos fotones entrelazados -en otras palabras, dos fotones vinculados de forma inextricable, al nivel más infinitesimal, por sus estados conjuntos. Uno es propulsado a lo largo de una fibra óptica (los 25 kilómetros mencionados antes), pero no el otro, que es enviado a un cristal.

Es un poco como un juego de billar, con un tercer fotón que golpea al primero, y que hace desaparecer a los dos. Los científicos miden esta colisión. Pero la información contenida en el tercer fotón no se destruye; por el contrario, encuentra su camino hacia el cristal, que también contiene el segundo fotón entrelazado.

Por lo tanto, como explica Félix Bussières el autor principal del artículo, en la información de AlphaGalileo, se observa "que el estado cuántico de los dos elementos de luz, estos dos fotones entrelazados que son como dos hermanos siameses, son un canal que permite la teletransportación de la luz a la materia".

A partir de ahí, es un pequeño paso concluir que, en la física cuántica, el estado tiene prioridad sobre el "vehículo"; en otras palabras, que las propiedades cuánticas de un elemento trascienden las propiedades físicas clásicas. Un paso que quizás puede darse ya.

Referencia bibliográfica:

J. G. Bohnet, K. C. Cox, M. A. Norcia, J. M. Weiner, Z. Chen, J. K. Thompson: Reduced spin measurement back-action for a phase sensitivity ten times beyond the standard quantum limit. Nature Photonics (2014). DOI: 10.1038/nphoton.2014.151