Mikel Sanz, del Departamento de Química Física de la UPV / EHU, lidera el grupo teórico de un experimento publicado por la prestigiosa revista, Comunicaciones de la naturaleza . El experimento ha logrado preparar un estado cuántico remoto; es decir., se estableció una comunicación absolutamente segura con otro, computadora cuántica físicamente separada por primera vez en el régimen de microondas. Esta nueva tecnología puede provocar una revolución en los próximos años.

Dentro del mayor proyecto europeo del Quantum Flagship, encabezado por Mikel Sanz, investigador del Grupo QUTIS del Departamento de Química Física de la UPV / EHU, se ha realizado un experimento en colaboración con investigadores alemanes y japoneses que han logrado desarrollar un protocolo para preparar un estado cuántico remoto mientras se comunican en microondas régimen, "que es la frecuencia a la que operan todas las computadoras cuánticas. Esta es la primera vez que se examina la posibilidad de hacerlo en este rango, que puede provocar una revolución en los próximos años en el campo de la comunicación cuántica segura y los radares cuánticos de microondas, ", observa el investigador principal de este proyecto, Mikel Sanz.

La preparación de un estado cuántico remoto (conocida como preparación de estado remoto) se basa en el fenómeno del entrelazamiento cuántico, donde conjuntos de partículas entrelazadas pierden su individualidad y se comportan como entidades únicas, incluso cuando están separados espacialmente. "Por lo tanto, si dos computadoras comparten esta correlación cuántica, realizar operaciones en solo uno de ellos puede afectar al otro. Se puede lograr una comunicación absolutamente segura, "Explica Sanz.

Los estudios sobre este protocolo de preparación de estados cuánticos remotos comenzaron hace unos 20 años, pero hasta la fecha, la comunicación siempre se había hecho a través de ondas del rango visible. "Esto se debe a que el trabajo en este rango se puede realizar a temperatura ambiente, ya que la radiación térmica de los cuerpos, por el mero hecho de estar a temperatura ambiente, es extremadamente bajo en el rango óptico, para que apenas existan interferencias en dicha comunicación, "explica el investigador." Sin embargo, en el régimen de microondas, miles de millones, se generan billones de fotones a temperatura ambiente, que destruyen las propiedades cuánticas, para que para evitar toda esa interferencia, Estos experimentos deben realizarse a temperaturas cercanas al cero absoluto (0.05 Kelvin), limitar al máximo la radiación de los cuerpos y hacer efectiva la comunicación ”.

Después de un trabajo considerable en el desarrollo de esta tecnología con el fin de realizar los experimentos, el equipo logró preparar un estado cuántico remoto a una distancia de 35 centímetros. "Esto ha servido como prueba de concepto, también conocido como prueba de principio, un primer paso para saber que es posible seguir desarrollando esta tecnología. Sin embargo, creemos que este es un primer paso muy importante que puede provocar una revolución en la próxima década ", El Dr. Sanz subraya.

El investigador señala dos campos donde esta revolución podría tener lugar:"por un lado, comunicación cuántica o criptografía, ya que esto sería absolutamente seguro, y no tener que cambiar la frecuencia al rango óptico (como se hace actualmente) evitaría muchas pérdidas en esta comunicación. Y por otro lado metrología cuántica ultraprecisa y radares cuánticos. Las diferentes aplicaciones de radar se basan en la detección de objetos, y esta detección se realiza en microondas; y dado que hay dispositivos como drones que son cada vez más pequeños, Se requiere que los radares tengan una capacidad cada vez mayor para detectarlos, para saber dónde están. La tecnología que estamos desarrollando puede ayudar considerablemente en este sentido ".

Estas y muchas otras aplicaciones de las que es capaz esta tecnología no pueden concebirse a temperaturas tan bajas como aquellas en las que opera actualmente, de modo que "uno de los objetivos del proyecto es intentar que esta tecnología funcione a temperatura ambiente. Al final, lo que buscamos es acercar esta tecnología a productos comerciales, "Concluye Sanz.