El estudiante de doctorado Omar Magaña Loaiza, de 26 años de edad, desarrolló una técnica para detectar y seguir la trayectoria de aviones, personas, animales, insectos o microorganismos en ambientes de total oscuridad. Podría tener aplicaciones militares. Un boletín emitido por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos ha hecho referencia a esta tecnología. El procedimiento podría ser útil para detectar aviones en forma no-local y competir con la función de los radares. Omar Magaña creó esta técnica basada en deteccion comprimida y en los principios de la mecánica cuántica.

Otra aplicación importante de este trabajo de investigación podría estar dirigida a la generación y transmisión segura de imágenes, un nuevo método de envío protegido.

De igual forma, el sistema permite implementar muchos protocolos criptográficos de seguridad para comprobar, por diferentes vías, que la transmisión de imágenes es segura. Recientemente, en colaboración con otros colegas, Magaña Loaiza propuso abrir una línea de investigación dirigida a la protección de datos. “Muchos de los protocolos de seguridad empleados por el gobierno, corporaciones bancarias o empresas no son seguros. Frecuentemente secretos de Estado o números de cuentas bancarias son robadas, lo cual implica importantes pérdidas económicas. La técnica desarrollada permite implementar estrategias inquebrantables. El objetivo es asegurarnos de no ser víctimas de los hackers, y enviar una foto, una firma o una imagen sin temor a que pueda ser robada o alterada”, asegura Omar Magaña, quien tiene una Maestría en Óptica por el Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica (inaoe) y otra Maestría en Ciencias de Materiales por la Universidad de Rochester.

En astronomía, esta técnica también puede aplicarse. Los astrónomos reconstruyen imágenes del espacio, frecuentemente borrosas o distorsionadas por la turbulencia de la atmósfera, utilizando espejos deformables o manejando un potente haz láser. Con esos sistemas los científicos son capaces de corregir los errores; sin embargo son procesos complicados y costosos. “Nosotros proponemos una técnica simple, no costosa y eficiente”, asegura el estudiante a doctor Omar Magaña, quien actualmente está becado en el extranjero por parte del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, Conacyt.

El trabajo de investigación consiste en un novedoso proceso que permite utilizar fotones entrelazados y detección comprimida para identificar y seguir objetos, que hacen posible implementar tecnologías a bajos niveles de luz, como las basadas en imágenes fantasma.

“La imagenología fantasma es una técnica donde se miden coincidencias espaciales entre dos haces de luz; los fotones de un haz (a) están entrelazados con los fotones en el otro haz (b), los fotones de uno de los haces iluminan un objeto y luego dicho haz es medido por un detector que no proporciona información sobre la forma espacial del objeto, solamente mide la intensidad del haz, o el número de fotones en el haz. Sorprendentemente, cuando el haz (a) ilumina el objeto, la imagen del objeto aparece en el otro haz (b), formando la imagen fantasma del objeto, la cual es medida por un detector que es capaz de proporcionar información sobre la forma de la imagen. Notoriamente este haz nunca interactúa directamente con dicho objeto, aun así con la información de los dos detectores, la imagen fantasma es formada”, explica Omar Magaña.

Es importante mencionar —agrega el investigador— que estos haces o fotones enredados pueden estar separados, uno pudiera estar en Nueva York mientras que el otro en la Ciudad de México. Dicho entrelazamiento quiere decir que, si tenemos, por ejemplo, una pareja de fotones, éstos están fuertemente relacionados entre sí, de tal manera que cualquier perturbación en uno de ellos afecta al otro, independientemente de su separación.

Hay muchas analogías para ejemplificar este fenómeno: pensemos en un par de gemelos que nacieron con un fuerte vínculo, al grado que, si uno es golpeado por una tercera persona, automáticamente los dos se ven afectados por el dolor producido, a pesar de que solamente uno fue agredido.

Este desarrollo tecnológico fue resaltado por la revista Science, considerada la más popular e importante de ciencia en el mundo. Los editores describieron el trabajo como una técnica novedosa de formación y seguimiento de imágenes que permite aprovechar las ventajas que brinda el carácter cuántico de la luz, las cuales no siempre pueden ser utilizadas.

Cuando la teoría cuántica comenzaba a desarrollarse, Albert Einstein no creía en la extraña acción a distancia o no-localidad. Ahora sabemos que el entrelazamiento cuántico es posible, y muchos científicos alrededor del mundo trabajan en el desarrollo de tecnologías basadas en este principio.

“La investigación es un proyecto concluido y se desarrolló en la Universidad de Rochester, en el Instituto de Óptica y el Departamento de Física”, concluye Omar Magaña Loaiza, quien estudia un doctorado en Óptica cuántica en la Universidad de Rochester, Nueva York, Estados Unidos.

Fuente: Conacyt