REPETIDORA PARA RED CUANTICA

Al pensar en una red de computadores convencional, un componente esencial de este tipo de sistemas lo constituye un elemento que amplifique y replique la señal en su trayecto de un emisor hacia un receptor a grandes distancias. Este dispositivo se denomina repetidora y en un esquema de una Internet Cuántica, su construcción presenta grandes desafíos, ello debido a que una señal cuantica arbitraria debe preservar su naturaleza cuántica, lo que significa que no es posible emplear los métodos convencionales de amplificación para tal fin.
A pesar de todo lo mencionado, la construcción de estos dispositivos puede ser alcanzada, para ello se emplea una característica de los sistemas cuánticos conocida como entrelazamiento (entanglement), en la cual dos partículas subatómicas, permanecen indefectiblemente interrelacionadas, si han sido generadas en un mismo proceso.
Estas partículas forman subsistemas que no pueden describirse separadamente. Cuando una de las dos partículas sufre un cambio de estado, la otra lo sufre automáticamente, lo cual sucede de forma instantánea y con independencia de la distancia que las separe en ese momento. Para que esta característica sea empleada en redes cuánticas a grandes distancias, es necesario emplear un entrelazamiento compartido, el cual permite realizar el teletransporte de un estado cuántico arbitrario.

El canal físico por donde se envía la información que permitirá interconectar los distintos computadores cuánticos es igual al empleado en las grandes redes como lo es la fibra óptica. 
Un esquema de repetidora cuántica puede ser llevado a cabo dividiendo el canal físico en pequeños segmentos, cuya longitud es determinada teniendo en cuenta las posibles perdidas de información debidas a efectos de decoherencia o de desorden de los qubits.
Los segmentos son conectados por nodos que son procesadores cuánticos operando con unos cuantos qubits, los cuales almacenan los estados cuánticos y realizan operaciones cuánticas que preservan el entrelazamiento, de tal manera que la información puede ser transferida de segmento a segmento. La fidelidad de la información en este tipo de sistemas puede ser manejada por un protocolo de purificación de entrelazamiento.
En la actualidad existen diversos esquemas tanto teóricos como experimentales para la creación de repetidoras cuánticas, sobresaliendo de entre ellos una reciente demostración de teleportación de alta fidelidad de fotones en una fibra óptica a través del río Danubio en Viena, Austria en 2004, lo que pronostica que en pocos años este tipo de dispositivos serán una realidad.
El entrelazamiento cuántico implica la noción de que las partículas se pueden conectar de tal manera que el cambio de estado de uno afecta al otro al instante, incluso cuando están a millas de distancia.
 
Científicos, procedentes de Gran Bretaña, Japón, Canadá y Alemania, creen que los ordenadores cuánticos súper rápidos, basado en bits cuánticos – o qubits – serán capaces de probar muchas soluciones posibles a un problema a la vez.

Los investigadores utilizaron los campos magnéticos de alta y baja temperatura para producir entrelazamiento entre el electrón y el núcleo de un átomo de fósforo embebido en un cristal de silicio.
El procedimiento se aplicó en paralelo a un gran número de átomos de fósforo, dijeron. El electrón y el núcleo se comporta como un pequeño imán, o los llamados ‘spin’, cada una de ellos puede representar un bit de información cuántica. Cuando se controla de la manera correcta, estos giros pueden interactuar entre sí.
 
Stephanie Simmons de la Universidad de Oxford dijo: “La clave para la generación de entrelazamiento era alinear primero todos los giros mediante el uso de altos campos magnéticos y bajas temperaturas”. “Una vez logrado esto, los giros se pueden hacer para interactuar entre sí utilizando microondas y pulsos de radiofrecuencia con el fin de crear el enredo, y luego demostrar que se ha hecho.” 

”El entrelazamiento cuántico implica una acción fantasmal a distancia”. Albert Einstein


“End of transmission”.