El esfuerzo internacional liderado por investigadores del Centro de Dinámica Cuántica de la Universidad Griffith destaca el potencial de las redes cuánticas para revolucionar las tecnologías de la comunicación a nivel cuántico. El estudio, "Activación no localizada en una red cuántica fotónica", ha sido publicado en Nature Communications. .

Los investigadores Dra. Nora Tischler y Dr. Sergei Slussarenko, directores de programa del nodo ARC del Centro de Excelencia para Computación Cuántica y Tecnología de la Comunicación (CQC2T) de la Universidad Griffith, creen que sus hallazgos son un primer paso hacia redes cuánticas a gran escala, que pueden fundamentalmente cambiar la forma en que nos comunicamos a escala global.

El estudio profundiza en el intrincado mundo del entrelazamiento cuántico, un fenómeno en el que las partículas mantienen una conexión independientemente de la distancia entre ellas. El entrelazamiento cuántico, reconocido desde hace mucho tiempo como la piedra angular de la tecnología cuántica, ha intrigado a los científicos debido a sus posibles aplicaciones en sensores hipersensibles y canales de comunicación ultraprivados.

Doctorado CQC2T. El investigador Luis Villegas-Aguilar, junto con el equipo de la Universidad Griffith, se embarcó en un viaje para explorar la relación entre el entrelazamiento cuántico y la no localidad, correlaciones misteriosas a las que Einstein se refirió como "acción espeluznante a distancia".

La degradación de estos efectos cuánticos debido al ruido ha planteado un gran desafío a la hora de realizar sus aplicaciones prácticas. El experimento realizado por el equipo de investigación abordó este desafío de frente.

"En esencia, nuestro experimento demuestra cómo se pueden utilizar las redes para superar el ruido en las comunicaciones cuánticas", explica Villegas-Aguilar. "Al simular las condiciones del mundo real dentro de un entorno controlado, nuestro objetivo era mejorar la tolerancia al ruido y 'activar' la no localidad cuántica dentro de una estructura de red".

Para lograr este objetivo, unieron fuerzas con investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur, la Universidad de la Sorbona (Francia) y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos. El equipo instaló una red cuántica de tres estaciones en sus laboratorios, imitando configuraciones que podrían encontrarse en una futura Internet cuántica.

"En nuestro experimento, enviamos las partículas entrelazadas a diferentes estaciones dentro del laboratorio. Usamos fotones individuales entrelazados, que son partículas cuánticas de luz", dijo el Dr. Tischler.

"La red cuántica de tres estaciones simula las condiciones ruidosas que se podrían encontrar en una red más grande implementada en el campo. Primero, comenzamos con sólo dos fotones entrelazados y demostramos que no podían producir no localidad cuántica más allá de un límite de ruido específico". P>

Luego, a través de un diseño e implementación meticulosos, los investigadores observaron un fenómeno notable:la no localidad cuántica previamente perdida podría recuperarse agregando un enlace de conectividad adicional.

"Observamos que añadir la tercera estación a la configuración de la red nos permitió superar los efectos del ruido y activar la no localidad cuántica", afirma el Dr. Emanuele Polino, investigador postdoctoral involucrado en el experimento.

El equipo confía en que sus resultados no sólo mejoran nuestra comprensión de los fenómenos cuánticos, sino que también allanan el camino para el desarrollo de tecnologías cuánticas resistentes y robustas.

A medida que el mundo continúa avanzando hacia una era de computación y comunicación cuánticas, esta investigación representa un hito importante en el aprovechamiento de todo el potencial de la mecánica cuántica.