Científicos logran teletransportación cuántica en cables de fibra óptica con tráfico de Internet
Un equipo de investigadores de la Universidad Northwestern ha alcanzado un hito histórico en el campo de las comunicaciones cuánticas. Por primera vez, han logrado transmitir información cuántica a través de cables de fibra óptica que simultáneamente transportan tráfico convencional de Internet.
El experimento, liderado por el profesor Prem Kumar, demostró la teletransportación de estados cuánticos a lo largo de 30.2 kilómetros de fibra óptica mientras esta transportaba datos clásicos a velocidades de 400 gigabits por segundo.
“En las comunicaciones ópticas, todas las señales se convierten en luz”, explica el profesor Kumar. “Mientras que las señales convencionales utilizan millones de partículas de luz, la información cuántica emplea fotones individuales”.
Este logro representa un avance significativo porque hasta ahora se consideraba imposible que las señales cuánticas y clásicas coexistieran en la misma infraestructura. Los fotones cuánticos son extremadamente sensibles a las interferencias, especialmente cuando comparten espacio con el intenso tráfico de datos convencionales.
Para superar este desafío, los investigadores realizaron estudios exhaustivos sobre cómo se dispersa la luz dentro de los cables de fibra óptica. Posteriormente, identificaron una longitud de onda menos congestionada donde colocar sus fotones cuánticos.
El equipo implementó además filtros especializados para reducir el ruido generado por el tráfico regular de Internet. “Estudiamos cuidadosamente cómo se dispersa la luz y ubicamos nuestros fotones en un punto específico donde ese mecanismo de dispersión se minimiza”, detalla Kumar.
La configuración experimental consistió en un cable de fibra óptica de 30.2 kilómetros con un fotón en cada extremo. Los científicos transmitieron simultáneamente información cuántica y tráfico regular de Internet, midiendo la calidad de la información cuántica en el punto de recepción.
Las implicaciones de este avance son profundas para el futuro de las redes cuánticas. La capacidad de utilizar la infraestructura de fibra óptica existente elimina la necesidad de construir sistemas especializados para la comunicación cuántica, reduciendo significativamente los costos de implementación.
Los investigadores ahora planean expandir sus experimentos a distancias más largas y explorar la posibilidad de realizar pruebas en cables ópticos subterráneos reales. También buscan demostrar el intercambio de entrelazamiento utilizando dos pares de fotones entrelazados.
“La teletransportación cuántica puede proporcionar conectividad cuántica segura entre nodos geográficamente distantes”, señala Kumar. “Si elegimos las longitudes de onda adecuadamente, no necesitaremos construir nueva infraestructura”.
Esta investigación, publicada en la revista Optica, marca un paso crucial hacia la integración de las comunicaciones cuánticas y clásicas en una infraestructura unificada de fibra óptica, allanando el camino para aplicaciones como la criptografía cuántica mejorada, la detección y la computación cuántica en red.
