El Primer Módem de Internet Cuántico Ya Es Una Realidad
Internet Cuántico Módem 2020

El Primer Módem de Internet Cuántico Ya Es Una Realidad

Maia Mulko
Maia Mulko

A veintidós años de la creación de la primera computadora cuántica, y sólo uno de la primera computadora cuántica para uso comercial, el internet cuántico llega para conectar estos dispositivos de forma ultrasegura, ultrarrápida y ultrapotente.

¿Qué es el internet cuántico?

Para entender lo que es el internet cuántico, debemos tener en cuenta que la principal característica de la computación cuántica es que utiliza como unidad básica de información el qubit en lugar del bit. Mientras que el bit de los ordenadores tradicionales es la base del sistema binario, llamado así porque sólo puede tener un valor de 1 ó 0, el qubit es un bit cuántico que puede tener ambos valores a la vez. Es decir, el qubit permite la superposición de ambos estados, lo que abre nuevas puertas lógicas a nuevos algoritmos, y origina nuevos circuitos cuánticos que conforman una red. El resultado concreto de esta red es una mayor capacidad de cálculo y operaciones simultáneas a mayor velocidad.

El internet cuántico, por lo tanto, es una red global de comunicación cuántica en la que la información cuántica se transmite en forma de qubits a través de distintos dispositivos cuánticos remotos. Así de simple —casi redundante— como suena, en la práctica es un poco más complicado. Porque ¿cómo transmitir la información cuántica a grandes distancias sin deterioros?

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Hoy por hoy, se sabe que la luz es una vía idónea para transportar información por la alta velocidad a la que viaja (299.792.458 m/s). Es clave, por ejemplo, para las comunicaciones en el espacio exterior, las más complejas por la cuestión de la distancia y las interferencias causadas por la radiación.

El internet cuántico utiliza también la luz. Se hace efectivo con la interacción entre los qubits estacionarios (aquellos que están en el dispositivo local concreto) y los qubits “voladores”, que son nada más ni nada menos que cuantos de luz que contienen información.

Pero hasta ahora faltaba el “soporte”. La información contenida en la luz es altamente sensible, porque se trata de una señal bastante volátil, propensa a degradarse en el aire. Una de las propuestas, por esta razón, era que el internet cuántico se desarrollara allí por donde no corre aire: en el espacio. Es decir, a través de satélites. El problema es que era una opción demasiado costosa.

Ahí es donde entra el protagonista de esta historia: el módem cuántico.

El Módem Cuántico

Debemos los avances en este aspecto a Quantum Networks, el grupo de Otto Hahn en el Max-Planck-Institute of Quantum Optics, en Garching Bei München, Alemania. Allí, el equipo liderado por el investigador Andreas Reiserer desarrolló un primer prototipo de módem cuántico, con tecnología básica, pero eficiente; es capaz, pues, de conectar los qubits estacionarios con los qubits voladores utilizando las redes de fibra óptica que existen actualmente. Es decir que, gracias a este módem, no necesitaremos nada “nuevo” para conectarnos a la internet cuántica en un futuro, lo que supone un gran atajo hacia ésta.

Pero ¿cómo funciona, exactamente? El módem recibe y envía los cuantos de luz que contienen la información en la misma línea que la longitud de onda infrarroja de la luz láser (que es la “esencia” de la fibra óptica), a través de qubits en reposo que reaccionan a ella y realizan el “salto cuántico”.

Para esto, los electrones del elemento erbio son ideales, pero deben estar forzados a “convivir” con la luz infrarroja en un espacio reducido que pueda resolver también la volatilidad de los fotones. Debido a esto, el equipo del Max-Planck-Institute of Quantum Optics optó por un cristal transparente a base de silicato de itrio, cinco veces más fino que un cabello humano y con espejos que hacen “rebotar” los fotones para ayudar a dar el salto. Estos espejos son, a su vez, lo suficientemente permeables para absorber los fotones necesarios para ejecutar el “ida y vuelta” de información que es la base de una conexión a internet.

Todo esto sucede a una temperatura similar a la del resto de los componentes de un ordenador cuántico: 270 grados bajo cero aproximadamente. La oscilación térmica de los átomos, pues, podría destruir la información cuántica, así que se aplicaron técnicas de enfriamiento.

¿Qué podemos esperar para el futuro?

Esta tecnología podría permitir que, más adelante, los átomos de erbio puedan arribar individualmente como qubits a través de la luz láser. Estos, contenidos en un cristal, podrían emplearse como procesador cuántico, para aumentar la compatibilidad del módem con los terminales del mismo tipo.

Después, podrían desarrollarse repetidores cuánticos que, instalados cada cierta cantidad de kilómetros, apuntarían a minimizar la pérdida de información cuántica (recordemos que estaría atrapada en fotones en las redes de fibra óptica) a través de amplias distancias. Algo bastante caro en principio, pero no del todo imposible.

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