Internet cuántica por fibra óptica, viable hasta mucho más lejos de lo creído

Las computadoras cuánticas tienen un potencial colosal para la computación, muy por encima incluso de la capacidad de las mejores supercomputadoras con tecnología convencional. Sin embargo, todavía están en su infancia tecnológica y, entre otras limitaciones actuales, resultan notoriamente difíciles de conectar entre ellas a largas distancias. Hasta hace poco, la distancia máxima a la que dos computadoras cuánticas podían conectarse mediante un cable de fibra óptica era de unos pocos kilómetros.

Ahora, gracias a un espectacular avance tecnológico, esa distancia máxima de conexión por fibra óptica entre dos computadoras cuánticas ha sido ampliada hasta un valor teórico de unos dos mil kilómetros. Con este alcance, ya se puede comenzar a hablar de una internet cuántica merecedora de este nombre.

El logro es obra de un equipo integrado, entre otros, por Tian Zhong y Shobhit Gupta, de la Universidad de Chicago, en Illinois, Estados Unidos.

La innovación introducida por este equipo no residió en usar materiales con composición nueva, sino en fabricarlos de forma diferente.

El método tradicional de fabricación se basa en buena parte en un crisol. Se añaden los ingredientes en la proporción adecuada y luego se funde todo. Se calienta la masa a más de 2000 grados centígrados y se la enfría despacio hasta formar un cristal. Luego, se procede a "tallarlo" químicamente hasta obtener la forma deseada. Es similar a cómo un escultor selecciona un bloque de mármol y va eliminando de él todo lo que no debe formar parte de la estatua.

El nuevo método, sin embargo, se asemeja más a la impresión 3D. Se pulveriza el material sobre un substrato capa tras capa, construyendo así el cristal deseado hasta que alcanza su forma final exacta.

Tian Zhong. (Foto: UChicago Pritzker School of Molecular Engineering / Jason Smith)

En las pruebas de conexión entre ordenadores cuánticos realizadas con hardware obtenido mediante el nuevo método, se ha comprobado que la coherencia cuántica se mantiene durante mucho más tiempo. En vez de durante 0,1 milésimas de segundo como es lo habitual, se pasa a más de 10 milésimas de segundo. Esto significa que el entrelazamiento cuántico se mantiene durante un tiempo de desplazamiento mayor, que permitiría recorrer unos dos mil kilómetros entre uno y otro ordenador cuántico. E incluso, en una de las pruebas, Zhong, Gupta y sus colegas registraron una conservación de la coherencia cuántica durante 24 milésimas de segundo, lo que habría permitido una conexión funcional por fibra óptica entre ordenadores cuánticos separados por unos cuatro mil kilómetros.

Zhong, Gupta y sus colegas exponen los detalles técnicos de su innovación en la revista académica Nature Communications, bajo el título “Dual epitaxial telecom spin-photon interfaces with long-lived coherence”. (Fuente: NCYT de Amazings)