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| Se ha logrado la teletransportación cuántica entre fotones procedentes de dos fuentes de luz distantes. Crédito: lavidaes.org |
La sensación de inseguridad que domina nuestra vida digital no es exagerada. Cada día aparecen nuevas formas de romper contraseñas, suplantar identidades o infiltrarse en cuentas bancarias. La inteligencia artificial ha impulsado a los atacantes a un nivel inquietante, y aun así existe una tecnología capaz de devolver el equilibrio: la criptografía cuántica. Esta disciplina aprovecha las leyes más profundas de la física para crear comunicaciones imposibles de interceptar. Pero acercarse a un verdadero internet cuántico sigue requiriendo superar obstáculos técnicos enormes.
Un avance importante acaba de llegar desde la Universidad de Stuttgart. Investigadores del Instituto de Óptica de Semiconductores e Interfaces Funcionales lograron algo que llevaba años eludiendo a los laboratorios de todo el mundo: transferir información cuántica entre fotones generados por dos puntos cuánticos distintos. La noticia fue publicada en Nature Communications y marca un punto de inflexión en el desarrollo de los repetidores cuánticos, uno de los componentes más complejos para que un internet cuántico pueda funcionar a gran escala.
En la base de esta historia están los Puntos Cuánticos, pequeñas islas semiconductoras de tamaño nanométrico que actúan como fuentes de fotones individuales. Cada mensaje digital, ya sea un vídeo o un simple saludo en WhatsApp, es una cadena de ceros y unos. En comunicación cuántica ocurre lo mismo, pero esta vez la información se codifica en la polarización de los fotones: horizontal, vertical o en una superposición de ambas. Debido a las reglas de la mecánica cuántica, esa polarización no puede leerse sin alterar el sistema, lo que hace que cualquier intento de espionaje quede expuesto de inmediato.
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| Físicos de grupos de investigación de las universidades de Stuttgart, Saarbrücken y Dresde realizan un experimento sobre teletransportación cuántica (de izquierda a derecha: Tobias Bauer, Marlon Schäfer, Caspar Hopfmann, Stefan Kazmaier, Tim Strobel, Simone Luca Portalupi). Crédito: Julian Maisch |
El desafío comienza cuando se intenta integrar esta tecnología en la infraestructura de fibra óptica que ya usamos. La luz se atenúa con la distancia, y en el internet tradicional resolvemos ese problema amplificando la señal cada cincuenta kilómetros. Con información cuántica eso es imposible, ya que no se puede copiar ni reforzar sin destruirla. La solución es algo mucho más sutil: trasladar el estado cuántico de un fotón a otro mediante teletransportación. Aquí es donde entran los repetidores cuánticos, nodos capaces de renovar la información sin violar las reglas cuánticas.
Para que esto ocurra, los fotones utilizados deben ser prácticamente indistinguibles: misma “forma temporal”, misma energía, mismo color. Eso es extremadamente difícil cuando provienen de fuentes separadas. “Nunca se había logrado teletransportar información entre fotones de distintos puntos cuánticos”, explica Tim Strobel, del equipo de Stuttgart. Junto con sus colegas desarrollaron emisores semiconductores capaces de generar fotones casi idénticos.
Su éxito dependió en parte de los puntos cuánticos fabricados por el Instituto Leibniz de Dresde, tan uniformes que los fotones producidos en dos lugares distintos apenas presentan diferencias. Con esto listo, el equipo llevó a cabo el paso clave: transferir el estado de polarización de un fotón generado en un punto cuántico a otro fotón producido en una fuente diferente. Uno de los puntos cuánticos emitía un fotón individual; el otro generaba un par entrelazado.
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| Sistema de teletransportación cuántica. Crédito: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65912-8 |
Ese entrelazamiento es lo que permite la magia cuántica. Aunque estén separados, los dos fotones del par forman un único sistema. Uno viaja hasta encontrarse con el fotón del primer punto cuántico, ambos interfieren y, gracias a esa superposición, la información del fotón inicial termina “saltando” a su compañero que se encontraba a distancia. Este proceso solo funcionó gracias a unos convertidores de frecuencia cuántica, desarrollados en la Universidad de Saarland, que ajustaron las pequeñas diferencias que todavía existían entre los fotones.
El experimento funcionó a lo largo de una fibra óptica de unos diez metros. Es un tramo corto, pero el equipo ya demostró en estudios previos que los fotones entrelazados pueden sobrevivir incluso después de recorrer 36 kilómetros a través del centro urbano de Stuttgart. Ahora buscan extender distancias, mejorar estabilidad y aumentar una tasa de éxito que hoy supera apenas el 70%, afectada por fluctuaciones mínimas en los puntos cuánticos. “Queremos reducirlas mediante nuevas técnicas de fabricación de semiconductores”, señala Strobel.
El proyecto ha sido una aspiración de años. Como resume la investigadora Simone Luca Portalupi, del mismo instituto, estos resultados muestran cómo las ideas más fundamentales de la física están dando sus primeros pasos reales hacia aplicaciones prácticas. Si todo avanza como se espera, un internet cuántico verdaderamente seguro podría dejar de ser una promesa futurista para convertirse en una herramienta cotidiana.
Fuentes, créditos y referencias:
Tim Strobel et al, Telecom-wavelength quantum teleportation using frequency-converted photons from remote quantum dots, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65912-8
