Aunque el avance ahora mismo no tiene aplicaciones prácticas directas, servirá de base para la futura comunicación cuántica
(ABC) Almacenar y transferir datos es clave para cualquier sistema informático y los sistemas de computación cuántica, que prometen una velocidad y una seguridad nunca antes vistas, no son una excepción. Sin embargo, este tipo de equipos aún están en el terreno de la teoría, aunque poco a poco los físicos van encontrando soluciones para aplicarlas a la práctica. La pregunta que los científicos ahora se afanan en responder es: ¿cómo transferir la información cuántica de un lugar a otro y hacer de la comunicación cuántica una realidad palpable?
Una de las vías que se están explorando es la creación de memorias cuánticas ópticas o cómo utilizar la luz como mapas de estados de partículas. Algo así como usar las propiedades de la luz, «capturándola» en paquetes de información que se puedan enviar de un lugar a otro. Ahora, un nuevo estudio que acaba de ser publicado en « Physical Review Letters» parece haber dado con la solución y probar que, efectivamente, las memorias cuánticas ópticas no son solo teoría.
La «magia» del fotón
«Han conseguido atrapar un fotón -que es una partícula mínima de energía luminosa-, convirtiéndolo en un estado entrelazado de muchos átomos. Después han conseguido mover esa nube de átomos a otro punto del espacio y extraer ese fotón», explica a ABC Juan José García Ripoll, físico teórico del Instituto de Física Fundamental (dependiente del CSIC).
En realidad el camino recorrido por ese fotón no fue muy largo: tan solo 1,2 milímetros. Sin embargo, ha sido suficiente para probar que es posible hacerlo. Para lograr la hazaña, los científicos utilizaron átomos de rubidio 87 ultrafríos como medio de almacenamiento de la luz, ya que ofrece altos niveles de eficiencia y vida útil, algo que los físicos cuánticos siempre están luchando por maximizar porque los equipos cuánticos son muy sensibles a todo tipo de interacción. Es decir, han conseguido no «perturbar» al fotón y que pudiera ser transportado de forma eficaz. La propia partícula de luz se mapea de forma efectiva en estados de excitación entre los electrones del átomo. Esto forma una asociación electrón-fotón llamada polaritón, que permite que la luz se almacene en el zumbido electrónico de un átomo. Luego, se utilizó una cinta transportadora óptica para mover los átomos con su carga de luz de un lugar a otro.
Una partícula de luz en la «maleta»
«Almacenamos la luz colocándola en una maleta, por así decirlo, solo que en nuestro caso la maleta estaba hecha de una nube de átomos fríos», explica en un comunicado Patrick Windpassinger de la Universidad de Mainz en Alemania y uno de los autores del estudio. El frío no es casualidad: temperaturas cercanas al cero absoluto, es decir, a 273 grados bajo cero, o 0 grados Kelvin, garantizan que el sistema permanezca estable. «Esto es muy interesante no solo para la física en general, sino también para la comunicación cuántica, porque la luz no es muy fácil de 'capturar', y si quieres transportarla a otra parte de forma controlada, normalmente se acaba perdiendo».
No es la primera vez que los científicos intentan crear una memoria cuántica: ya se han llevado a cabo anteriores experimentos con materiales sólidos e incluso también con fotones, pero la transmisión de datos no había sido física, como en este caso. «La novedad está en que esta memoria cuántica se ha movido 1,2 milímetros sin perturbar la información cuántica atrapada», afirma García Ripoll. Es decir, estos físicos han probado que se pueden crear memorias cuánticas ópticas que pueden sentar las bases para los deseados equipos cuánticos del mañana.
Lo próximo es intentar aumentar la capacidad de almacenamiento de su sistema y la distancia que puede viajar. Pero, sin duda, se trata de un gran paso (aunque sea de apenas un milímetro) en el camino de la comunicación cuántica del futuro.