Un equipo del Centro de Dinámica Cuántica de Griffith en Australia ha demostrado cómo probar rigurosamente si los pares de fotones (partículas de luz) muestran la "acción espeluznante a distancia" de Einstein. incluso en condiciones adversas que imitan a las que se encuentran fuera del laboratorio.

Demostraron que el efecto, también conocido como no localidad cuántica, aún se puede verificar incluso cuando muchos de los fotones se pierden por absorción o dispersión a medida que viajan desde el origen al destino a través de un canal de fibra óptica. El estudio y las técnicas experimentales se publican en la revista Avances de la ciencia .

La no localidad cuántica es importante en el desarrollo de nuevas redes globales de información cuántica, que tendrá seguridad de transmisión garantizada por las leyes de la física. Estas son las redes donde se pueden conectar poderosas computadoras cuánticas.

Los fotones se pueden usar para formar un vínculo cuántico entre dos ubicaciones creando un par de fotones que están "entrelazados", de modo que medir uno determina las propiedades de su gemelo y luego enviar uno a lo largo de un canal de comunicación.

El líder del equipo, el profesor Geoff Pryde, dijo que un enlace cuántico tenía que pasar una prueba exigente que confirmaba la presencia de no localidad cuántica entre partículas en cada extremo.

"No pasar la prueba significa que un espía podría estar infiltrándose en la red, " él dijo.

"A medida que crece la longitud del canal cuántico, cada vez menos fotones pasan con éxito a través del enlace, porque ningún material es perfectamente transparente y la absorción y la dispersión pasan factura.

"Este es un problema para las técnicas de verificación cuántica de no localidad con fotones. Cada fotón perdido hace que sea más fácil para el intruso romper la seguridad imitando el entrelazamiento".

Desarrollar un método para probar el entrelazamiento en presencia de pérdida ha sido un desafío sobresaliente para la comunidad científica durante bastante tiempo.

El equipo utilizó un enfoque diferente, la teletransportación cuántica, para superar el problema de la pérdida de fotones.

Dr. Morgan Weston, primer autor del estudio, dijeron que seleccionaron los pocos fotones que sobrevivieron al canal de alta pérdida y teletransportaron esos fotones afortunados a otro limpio y eficiente, canal cuántico.

"Allí, la prueba de verificación elegida, llamado dirección cuántica, podría hacerse sin ningún problema, " ella dijo.

"Nuestro esquema registra una señal adicional que nos permite saber si la partícula de luz ha atravesado el canal de transmisión. Esto significa que los eventos de distribución fallidos pueden excluirse por adelantado, permitiendo que la comunicación se implemente de forma segura incluso en presencia de una pérdida muy alta ".

Esta actualización no es fácil:el paso de teletransportación requiere pares de fotones adicionales de alta calidad por sí solo. Estos pares de fotones adicionales deben generarse y detectarse con una eficiencia extremadamente alta, para compensar el efecto de la línea de transmisión con pérdidas.

Esto fue posible gracias a la tecnología de detección y fuente de fotones de última generación, desarrollado conjuntamente con el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. en Boulder, Colorado.

Aunque el experimento se realizó en el laboratorio, probó canales con absorción de fotones equivalente a unos 80 km de fibra óptica de telecomunicaciones.

El equipo tiene como objetivo integrar su método en redes cuánticas que están siendo desarrolladas por el Centro de Excelencia del Consejo de Investigación de Australia para la Computación Cuántica y la Tecnología de la Comunicación. y pruébelo en condiciones reales.