Un ámbito en el que ya funciona la teleportación

La teleportación es bien conocida en la ciencia-ficción, como por ejemplo en la saga de Star Trek, en la cual para algunos trayectos la persona se desmaterializa en el lugar de partida y se materializa en el de destino. En la vida real, la teleportación de materia afronta retos que seguramente serán insuperables. No obstante, hay un ámbito en el que sí es posible una forma de teleportación.

La teleportación es factible en el mundo subatómico de la mecánica cuántica, aunque no de la manera que típicamente se describe en la ciencia-ficción. En el mundo cuántico, la teleportación implica el transporte de información, más que el transporte de materia propiamente dicha.

El año pasado, unos científicos comprobaron que la información puede pasar de unos fotones a otros en ciertos chips de ordenador, incluso cuando los fotones no están físicamente conectados.

Ahora, una nueva investigación realizada por científicos de la Universidad de Rochester y la Universidad Purdue, ambas en Estados Unidos, indica que esa clase de teleportación también puede ser posible entre electrones.

El equipo integrado, entre otros, por John Nichol y Andrew Jordan, ambos de la Universidad de Rochester, explora nuevas formas de crear interacciones de mecánica cuántica entre electrones distantes. Los últimos resultados que el equipo ha obtenido representan un paso importante en el avance de la computación cuántica, que, a su vez, tiene el potencial de revolucionar la computación, la medicina y la ciencia en general, al proporcionar procesadores y sensores más rápidos y eficientes.

La teleportación cuántica es una demostración de lo que Albert Einstein llamó famosamente "acción fantasmal a distancia", también conocida como entrelazamiento cuántico.

En el entrelazamiento cuántico, que es uno de los conceptos básicos de la física cuántica, las propiedades de una partícula afectan a las propiedades de otra, incluso cuando las partículas están separadas por una gran distancia. La teleportación cuántica implica "teletransportar" instantáneamente el estado de partículas.

La teleportación cuántica es un medio importante para transmitir información en la computación cuántica. Un ordenador típico de hoy en día alberga miles de millones de transistores, que ejercen de bits. En cambio, las computadoras cuánticas codifican la información en bits cuánticos, o qubits. Un bit tiene un único valor binario, que puede ser "0" o "1", pero los qubits pueden ser "0" y "1" al mismo tiempo. La capacidad de los qubits individuales de ocupar simultáneamente múltiples estados es esencial para el gran poder potencial de los ordenadores cuánticos.

Chip semiconductor que ejerce de procesador cuántico, conectado a una placa base de circuitos. (Foto: University of Rochester photo / J. Adam Fenster)

En los últimos tiempos, se ha conseguido demostrar la teleportación cuántica mediante el uso de fotones para crear pares de qubits entrelazados y separados por una gran distancia

Sin embargo, los qubits hechos de electrones individuales también son prometedores para transmitir información en semiconductores. El motivo, tal como explica Nichol, es que los electrones individuales interactúan muy fácilmente entre sí, y que los bits constituidos por electrones individuales son adaptables para su uso a mayor escala.

La creación de pares de qubits de electrones entrelazados cuánticamente y separables a grandes distancias, lo cual es necesario para la teleportación, ha resultado ser un desafío: mientras que los fotones se propagan de manera natural a grandes distancias, los electrones suelen estar confinados a un solo lugar.

Para lograr la teleportación cuántica utilizando electrones, los investigadores aprovecharon una técnica recientemente desarrollada. Con ella, consiguieron distribuir pares entrelazados de electrones y teletransportar sus estados de espín. (Fuente: NCYT Amazings)