Una Internet cuántica viable, una red en la que la información almacenada en qubits se comparte a largas distancias a través del entrelazamiento, transformaría los campos del almacenamiento de datos. detección e informática de precisión, marcando el comienzo de una nueva era de la comunicación.

Este mes, Los científicos del Fermi National Accelerator Laboratory, un laboratorio nacional del Departamento de Energía de EE. UU. afiliado a la Universidad de Chicago, junto con socios de cinco instituciones dieron un paso significativo en la dirección de la realización de una Internet cuántica.

En un artículo publicado en PRX Quantum, el equipo presenta por primera vez una demostración de un Teletransportación a larga distancia de qubits hechos de fotones (partículas de luz) con una fidelidad superior al 90%.

Los qubits fueron teletransportados a través de una red de fibra óptica de 27 millas (44 kilómetros) de largo utilizando detectores de fotón único de última generación. así como equipos listos para usar.

"Estamos encantados con estos resultados, "dijo el científico del Fermilab Panagiotis Spentzouris, director del programa de ciencia cuántica del Fermilab y uno de los coautores del artículo. "Este es un logro clave en el camino hacia la construcción de una tecnología que redefinirá la forma en que llevamos a cabo la comunicación global".

El logro se produce solo unos meses después de que el Departamento de Energía de EE. UU. Dio a conocer su plan para una Internet cuántica nacional en una conferencia de prensa en la Universidad de Chicago.

Vinculación de partículas

La teletransportación cuántica es una transferencia "incorpórea" de estados cuánticos de un lugar a otro. La teletransportación cuántica de un qubit se logra mediante el entrelazamiento cuántico, en el que dos o más partículas están indisolublemente unidas entre sí. Si un par de partículas entrelazadas se comparte entre dos ubicaciones separadas, no importa la distancia entre ellos, la información codificada se teletransporta.

El equipo conjunto, investigadores de Fermilab, AT&T, Caltech, Universidad Harvard, El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y la Universidad de Calgary:teletransportaron con éxito qubits en dos sistemas:Caltech Quantum Network y Fermilab Quantum Network. Los sistemas fueron diseñados, construido, encargado e implementado por el programa de investigación público-privado de Caltech sobre tecnologías y redes cuánticas inteligentes, o IN-Q-NET.

"Estamos muy orgullosos de haber logrado este hito en materia de sostenibilidad, sistemas de teletransportación cuántica escalables y de alto rendimiento, "dijo María Spiropulu, el profesor de física Shang-Yi Ch'en en Caltech y director del programa de investigación IN-Q-NET. "Los resultados mejorarán aún más con las actualizaciones del sistema que esperamos completar para el segundo trimestre de 2021".

Tanto las redes Caltech como Fermilab, que cuentan con procesamiento de datos casi autónomo, son compatibles tanto con la infraestructura de telecomunicaciones existente como con los dispositivos de almacenamiento y procesamiento cuántico emergentes. Los investigadores los están utilizando para mejorar la fidelidad y la tasa de distribución de entrelazamientos, con énfasis en complejos protocolos de comunicación cuántica y ciencia fundamental.

"Con esta demostración, estamos comenzando a sentar las bases para la construcción de una red cuántica metropolitana en el área de Chicago, "Dijo Spentzouris.

La red de Chicagoland, llamada Illinois Express Quantum Network, está siendo diseñado por Fermilab en colaboración con el Laboratorio Nacional Argonne, Caltech, Northwestern University y socios de la industria.

"La hazaña es un testimonio del éxito de la colaboración entre disciplinas e instituciones, que impulsa gran parte de lo que logramos en ciencia, ", dijo el subdirector de investigación de Fermilab, Joe Lykken." Felicito al equipo de IN-Q-NET ya nuestros socios en la academia y la industria por este logro único en su tipo en la teletransportación cuántica.