Cómo crear una red cuántica híbrida entre laboratorios distintos

Investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas han logrado un enlace elemental en una red cuántica híbrida, formada por átomos fríos y un cristal con iones, y usando un fotón como portador de la información. Así han demostrado por primera vez la comunicación cuántica fotónica entre dos nodos cuánticos de naturaleza distinta y colocados en laboratorios diferentes.

En un estudio publicado esta semana en la revista Nature, científicos del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO, en Barcelona) dirigidos por el profesor ICREA Hugues de Riedmatten presentan la primera demostración de un enlace elemental en una red de información cuántica híbrida, utilizando una nube de átomos fríos y un cristal alterado como nodos cuánticos, así como fotones individuales como portadores de información. 

El estudio demuestra la comunicación y transmisión de información cuántica entre dos tipos de nodos cuánticos completamente diferentes ubicados en diferentes laboratorios. Este logro muestra que es posible construir una red híbrida cuántica con elementos heterogéneos, que es totalmente compatible con la infraestructura actual de telecomunicaciones de fibra óptica.

Hoy en día, las redes de información cuántica están comenzando a materializarse, con la posibilidad de llegar a ser una tecnología disruptiva que proporcionará capacidades radicalmente nuevas para el procesamiento de la información y la comunicación. Las investigaciones más recientes en el campo señalan que esta revolución de las redes cuántica podría estar a la vuelta de la esquina.

Una red cuántica fotónica

Una red de información cuántica está formada tanto por nodos cuánticos, que almacenan y procesan información, constituidos por sistemas de materia como gases atómicos fríos o sólidos alterados, entre otros, así como por partículas encargadas de transferir la información, generalmente fotones. Si bien los fotones parecen ser portadores perfectos de información, aún existe cierta incertidumbre sobre qué sistema de materia se podría usar como nodo de red, ya que cada sistema proporciona diferentes funcionalidades. Por lo tanto, científicos del campo han considerado la posibilidad de implementar una red híbrida, buscando combinar las mejores

Estudios anteriores han logrado conseguir transferencias seguras de información cuántica entre nodos idénticos, pero esta es la primera vez que esto se logra con una red de nodos híbridos. Los investigadores del ICFO han encontrado una solución para hacer funcionar una red cuántica híbrida y resolver el desafío de una transferencia segura y confiable de los estados cuánticos entre diferentes nodos cuánticos a través de fotones individuales. capacidades de diferentes sistemas de materiales.