La física cuántica puede garantizar que un mensaje no haya sido interceptado antes de llegar a su destino. Gracias a las leyes de la física cuántica, una partícula de luz, un fotón, puede estar en dos estados distintos simultáneamente, comparable a una moneda lanzada al aire, que es prácticamente la cabeza y la cola antes de llegar al suelo. Al igual que cuando se agarra la moneda, esta superposición de estados se destruye tan pronto como se lee. Esta característica peculiar permite detectar un espía maligno al enviar un mensaje. Sin embargo,Esta técnica está limitada hasta ahora a distancias cortas. Con el fin de extender el alcance de estas comunicaciones cuánticas, investigadores de la Universidad de Ginebra UNIGE, Suiza, han demostrado un protocolo novedoso basado en un cristal que puede emitir luz cuántica, así comoguárdelo por largos períodos arbitrarios. Este trabajo, para aparecer en Cartas de revisión física , allana el camino para un futuro repetidor cuántico.
La superposición cuántica es una de las características fascinantes de la física cuántica. "Para probar la seguridad del enlace de comunicación, podemos usar partículas de luz, fotones, en las que codificamos bits cuánticos análogos al bit utilizado en la informática", explica Cyril Laplane, investigador del Grupo de Física Aplicada de la UNIGE. Continúa: "Entonces aprovechamos las propiedades de la superposición cuántica, permitiendo que el fotón esté simultáneamente en dos estados, para probar la seguridad de un enlace de comunicación"De hecho, si el fotón es interceptado y leído, la superposición de estados se pierde, solo queda uno de los dos estados. Por lo tanto, el destinatario puede saber si el mensaje ha sido interceptado.
La necesidad de repetidores cuánticos
Dado que este protocolo se basa en el uso de fotones individuales, existe una posibilidad innecesaria de perder las partículas cuando se propagan en enlaces de comunicación tradicionales como la fibra óptica. Este problema se vuelve cada vez más crítico con la distancia. Para comunicarsea largas distancias, uno necesitaría repetidores, que amplifican y retransmiten la señal. Sin embargo, es imposible utilizar dicho procedimiento en la comunicación cuántica sin destruir la superposición de estados. Los físicos necesitan construir un repetidor cuántico capaz de almacenar el carácter dual del fotón.pero también produce tal estado, un verdadero desafío.
una solución a base de cristal
Para construir un repetidor cuántico, los científicos han investigado muchos gases atómicos, que generalmente requieren aparatos experimentales pesados. "Estamos usando un cristal capaz de almacenar el estado cuántico de la luz. Posee la ventaja de ser relativamente simple de usar con potencial paratiempos de almacenamiento muy largos ", aclara Jean Etesse, coautora del artículo. Estos cristales son capaces de absorber la luz y restaurarla más tarde, sin leer la información codificada en ella. Además, pueden generar fotones individuales y almacenarlos bajo demandaOtro activo importante es su potencial para la miniaturización.
Dado que el cristal es la fuente y la memoria para la información cuántica, simplifica el protocolo para los repetidores cuánticos y sienta las bases de un internet cuántico. Los físicos de UNIGE ya están trabajando en la creación de un enlace elemental de comunicación cuántica utilizando un repetidor.
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Materiales proporcionado por Universidad de Ginebra . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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