La teletransportación de una partícula a un satélite puede cambiar la seguridad de Internet

En la región de Ngari, en el Tíbet, recientemente un grupo de científicos chinos seguro celebró y estrechó sus manos con la certeza de la misión cumplida: haber realizado la primera teletransportación de una partícula de la Tierra a un satélite en órbita.

Claro que el avance chino no tiene mucho que ver (lamentablemente) con la capacidad de transportar a una persona de un lugar a otro de forma instantánea como se ve en Star Trek, aunque sí puede tener implicancias importantes en el desarrollo de nuevas comunicaciones y el envío de información valiosa.

Y pese a que la palabra teletransportación pueda sonar a ciencia ficción, los físicos vienen estudiando el fenómeno desde hace tiempo: la primera demostración de que es posible este fenómeno se realizó en 1997 en la Universidad de Innsbruck, en Austria, con partículas de luz ultravioleta. Desde entonces, los experimentos de teletransportación se fueron replicando en otras partes del mundo, con distancias cada vez más grandes, pero que en promedio no se extendieron más allá de los cien kilómetros.

Los investigadores chinos, en cambio, consiguieron un éxito doble: utilizando fotones entrelazados, produjeron, por un lado, el fenómeno de la teletransportación entre un punto de nuestro planeta y otro en el espacio: el satélite cuántico Micius (también chino y llamado así en honor a un antiguo filósofo). Pero además, la distancia máxima entre el observatorio terrestre y el satélite en órbita fue de 1400 kilómetros, un récord en teletransportación.

“La teletransportación en una escala espacial se puede realizar y se espera que juegue un rol clave en la distribución de una futura Internet cuántica”, afirmó en el estudio el profesor Chao-Yang Lu, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China.

Qué es la teletransportación

¿Pero de qué forma ocurre la teletransportación cuántica? Si las leyes de Newton sostienen que los objetos se mueven si estos son empujados, y que no desaparecen y reaparecen luego en otro lugar, a comienzos del siglo pasado algo cambió con la teoría cuántica, y con un estudio publicado por Albert Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen.

En él, se describe a dos partículas (fotones, por ejemplo; la partícula básica de lo que llamamos luz) que, se dice, al crearse quedan entrelazadas por un "hilo invisible" e inquebrantable: por más grande que sea la distancia que las separe, ambas pueden estar en puntos opuestos del universo y conservar sus propiedades cuánticas. Y de la misma forma, cuando se perturba una, esto se transmite a la otra de forma instantánea. Einstein llamó a esto “la acción fantasmal a distancia”.

De la Tierra a un satélite

Para el físico Miguel Larotonda, el experimento llevado adelante por los investigadores chinos tiene implicancias “importantes” porque es algo que se había estado tratando de hacer desde hace tiempo. “Lo que esencialmente se hizo fue poner una estación terrena y una estación satelital capaz de comunicarse con niveles de luz que están en el régimen cuántico, por medio de fotones”, describe.

Larotonda, investigador del CONICET especialista en óptica cuántica, aclara que lo que se teletransportó no fue materia (hacer que algo que está en un lugar se materialice en otro), sino el estado de las partículas, aunque esto no requiere de menos esfuerzos. “Tecnológicamente es muy complejo porque implica ajustes de sincronización entre el satélite y la Tierra. Es una comunicación muy puntual, y no es un emisor que emite como una especie de lámpara mientras de abajo se colecta eso. Es un haz que apunta desde la Tierra y viceversa, del espacio a la superficie”.

Larotonda explica que, hasta el momento, la comunicación cuántica estaba restringida a distancias cortas. “En la Tierra, están limitadas a lo que es línea de vista, o sea que se apunta una luz hasta donde llegue, y eso está limitado por la curvatura del planeta. El otro caso es por fibra óptica, pero en una comunicación clásica llega a un cierto nivel en el cual la señal se va atenuando”, dice el especialista.

“El objetivo era establecer comunicaciones cuánticas entre la Tierra y el satélite porque de esa forma se puede hacer una triangulación, o una comunicación de punto a punto, y establecer una cadena de comunicadores cuánticos”, agrega.

Hacia una Internet más segura

Pero más allá de ampliar las distancias de comunicación, el desarrollo alcanzado también implica un avance hacia una forma de transmisión de datos en la que cualquier intervención de un tercero (un fisgón) sería rápidamente descubierta.

“A partir de la teleportacion podés conectar distintas estaciones y mediante la codificación de la información de los sistemas cuánticos podes transmitir información clásica segura”, explica Augusto Roncaglia, investigador en el Instituto de Física de Buenos Aires. “Internet básicamente es enviar información de un lado a otro, y si no querés que se enteren los demás hay que encriptarla. En una comunicación cuántica, si alguien te espiara te darías cuenta que te están espiando al cambiar el sistema cuántico, que es frágil ante una perturbación. Automáticamente es posible darse cuenta si alguien está mirando, a partir de determinadas propiedades que tienen que ser constantes, y que si dejan de serlo es porque algo está perturbando: hay ruido externo, o es un observador que quiere obtener información de esa comunicación que se está manteniendo”, añade Roncaglia.

El físico Patricio Grinberg, especialista en óptica cuántica en el CONICET, por su parte, considera que el anuncio de los científicos chinos “es un salto tecnológico” y destaca que “este tipo de transmisión se usa por ejemplo para lo que se llama criptografía cuántica, que es enviar información en forma secreta”. Y aunque aclara que por ahora su aplicación es más que nada experimental, se trata de “transmisiones de alta seguridad”.

Grinberg concluye que la comunicación cuántica lograda entre la Tierra y el satélite “es una muestra más de que los chinos están avanzando mucho, y poniendo mucha plata en ciencia porque consideran que es primordial para el desarrollo del país. Y claramente les rinde sus frutos.”