Los investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft (Holanda) han logrado generar un entrelazamiento cuántico entre dos chips cuánticos más rápido de lo que se pierde el entrelazamiento.

A través de un novedoso protocolo de entrelazamientos inteligentes y una protección cuidadosa del entrelazamiento, los científicos dirigidos por Ronald Hanson son los primeros en el mundo en ofrecer tal vínculo cuántico bajo demanda. Esto abre la puerta para conectar múltiples nodos cuánticos y crear la primera red cuántica en el mundo. Sus resultados se publican en Nature.

Al explotar el poder del entrelazamiento cuántico, teóricamente es posible construir un Internet cuántico invulnerable a las escuchas ilegales. Sin embargo, la realización de una red cuántica de este tipo es un verdadero desafío: es necesario crear entrelazamientos confiables bajo demanda y mantenerlos el tiempo suficiente para pasar la información entrelazada al siguiente nodo. Hasta ahora, esto ha estado más allá de las capacidades de los experimentos cuánticos.

Los científicos de QuTech en Delft son ahora los primeros en generar entrelazamientos experimentalmente en una distancia de dos metros en una fracción de segundo, según demanda, y teóricamente mantienen este entrelazamiento lo suficiente para permitir el entrelazamiento de un tercer nodo. “El desafío ahora es ser el primero en crear una red de múltiples nodos entrelazados, la primera versión de Internet cuántica”, dice el profesor Hanson en un comunicado.

En 2015, el grupo de investigación de Ronald Hanson fue el primero en generar un entrelazamiento cuántico de larga duración a lo largo de una distancia (1,3 kilómetros), lo que les permitió proporcionar pruebas experimentales completas de entrelazamientos cuánticos por primera vez. Este experimento es la base de su enfoque actual para desarrollar una Internet cuántica. Los electrones individuales distantes en los chips de diamante se entrelazan usando fotones como mediadores.

Sin embargo, este experimento no ha tenido el rendimiento necesario para crear una red cuántica real. Hanson dice: “En 2015, logramos establecer una conexión una vez por hora, pero la conexión solo permaneció activa durante una fracción de segundo.Era imposible agregar un tercer nodo, y mucho menos varios nodos, a la red”.

Los científicos han realizado múltiples mejoras innovadoras en el experimento. En primer lugar, demostraron un nuevo método de enredo. Esto permite la generación de enredos 40 veces por segundo entre electrones a una distancia de dos metros. El coautor Peter Humphreys dice: “Esto es mil veces más rápido que con el método anterior”. En combinación con una forma inteligente de proteger el enlace cuántico del ruido externo, el experimento ahora ha superado un umbral crucial. Por primera vez, el entrelazamiento puede crearse más rápido de lo que se pierde.

A través de mejoras técnicas, la configuración experimental ahora está siempre lista para enredarse bajo demanda. dice Hanson: “Al igual que en Internet actual, siempre queremos estar en línea, el sistema tiene que entrelazarse en cada solicitud”.

Los científicos han logrado esto agregando controles de calidad inteligentes. Humphreys dice: “Estos controles solo toman una fracción del tiempo total de experimentación, al tiempo que nos permiten garantizar que nuestro sistema esté listo para entrelazarse, sin ninguna acción manual”.

Los investigadores demostraron el año pasado que podían proteger un enlace cuántico entrelazado mientras se generaba una nueva conexión. Al combinar esto y sus nuevos resultados, están listos para crear redes cuánticas con más de dos nodos. Los científicos de Delft ahora planean realizar tal red entre varios nodos cuánticos. Hanson dice: “Junto con socios como KPN, queremos conectar cuatro ciudades en los Países Bajos para 2020 a través del entrelazamiento cuántico. Esta será la primera Internet cuántica en el mundo”.

Fuente: europapress.es