QUANTUM TELEPORTACION INTEGRADA

Un equipo internacional de investigadores de las Universidades de Bristol, Tokyo, Southampton y NTT Device Technology Laboratories han conseguido, por primera vez, integrar con éxito en un chip fotónico los circuitos básicos de la teleportación cuántica, reduciendo así a unos pocos milímetros un proceso que hasta ahora necesitaba varios metros cuadrados de complejas maquinarias. El avance, publicado en Nature Photonics, allana el camino hacia el desarrollo de ordenadores cuánticos miles de veces más potentes que los actuales.
Los bits cuánticos (qubits) son la versión cuántica de los bits actuales (los ceros y unos del sistema binario) y constituyen la base de los fututos ordenadores cuánticos. Los fotones son las partículas fundamentales de las que se compone la luz y son, por ahora, la forma más prometedora de implementar qubits. Pero para conseguirlo, una de las tareas fundamentales a las que se enfrentan los investigadores es la de controlar y hacer viable la teleportación cuántica, el mecanismo que permite transferir qubits de un fotón a otro.

Actualmente, los experimentos convencionales de teleportación cuántica necesitan de grandes laboratorios llenos de cientos de instrumentos ópticos que deben estar cuidadosamente alineados, muy lejos aún de la escala necesaria para implementar la tecnología, por ejemplo, en un ordenador portátil. En 2013, el profesor Furusawa y sus colegas lograron llevar a cabo un experimento perfecto de teleportación cuántica, aunque para ello necesitaron cubrir varios metros cuadrados de instrumentos científicos de precisión.

Pero la investigación llevada a cabo en la Universidad de Bristol y digigida por Jeremy O¨Brien ha conseguido lo que parecía imposible: implementar todos los circuitos necesarios en un microchip de silicio de apenas unos milímetros y demostrar, por primera vez, la teleportación cuántica en una escala adecuada y que permitiría ser utilizada en un ordenador de tamaño razonable. De esta forma, los investigadores han dado un paso significativo para el desarrollo de los ordenadores cuánticos. A pesar de los continuos avances en las tecnologías de construcción de ordendores convencionales, su rendimiento está, hoy por hoy, llegando al límite de lo que permiten las leyes de la Física. Sin embargo, los principios que rigen la mecánica cuántica sí que permitirían cruzar esa barrera y construir ordenadores cuánticos ultrarápidos y sistemas de comunicación ultraseguros, mucho más allá de las tecnologías actuales.

Y, precisamente, uno de los pasos más importantes para conseguir ese objetivo es el de desarrollar tecnologías que permitan transferir señales, por medio de bits cuánticos, entre fotones desde un emisor hasta un receptor lejano. O lo que es lo mismo, tecnologías que permitan utilizar de manera eficaz la teleportación cuántica. Por eso, haber logrado implementar la teleportación en un microchip es un paso de gigante para la futura aplicación práctica de las nuevas tecnologías cuánticas.

Información: http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/full/nphoton.2015.42.html

"La realidad de las partículas no tiene una entidad propia como tal, sino que es el propio observador el que la determina en el instante de la medición".

"End of transmission".

QUANTUM PRINTER 3D

Ingenieros alemanes crearon una maquina capaz de escanear un objeto, destruirlo en el proceso, luego enviarlo a través de internet y recrearlo en cualquier parte del mundo utilizando una impresora 3D.
Esta máquina llamada Scotty permite “teletransportar” objetos físicos inanimados a distancia. “Cada unidad de Scotty está constituida por una impresora 3D a la que hemos implementado 3 ejes de una fresadora, una cámara y un microcontrolador para el cifrado/descifrado y transmisión”, señalan los investigadores del Instituto Hasso Pattner, en Alemania. 

De acuerdo con la información, el usuario coloca un objeto en la unidad emisora, ingresa la dirección de la unidad de recepción y presiona el botón “teletransportar”.
Enseguida, la unidad emisora digitaliza el objeto original capa por capa, se rasga el material con la maquina fresadora, se toma una foto con la cámara que tiene incorporada, cifra las capas para el receptor y envía el objeto.

La unidad receptora descifra las capas en tiempo real y comienza a imprimir de inmediato,los usuarios solo ven al objeto desaparecer y aparecer capa por capa.

“Scotty es distinto a otros sistemas previos que copiaban objetos físicos, ya que su mecanismo de destrucción y cifrado garantiza que solo exista una copia del objeto existente a la vez”, dicen en la descripción de una artículo científico publicado por los investigadores.
El mismo artículo señala que los investigadores del Instituto Hasso Pattner planean hacer versiones más avanzadas de esta máquina que puedan reconstruir los objetos con mayor precisión, ya que el prototipo que se presentó aún tiene muchas limitaciones.

Los objetos deber ser de color negro para aumentar el contraste para el escáner y la impresora comercial 3D solo puede replicarlos en plástico, en un solo color y con una resolución limitada, por lo cual se pierden muchos detalles en la “teletransportación”.

Información: https://hpi.de/en/baudisch/projects/scotty.html

Si eliminamos lo imposible, lo que nos quede, por improbable que parezca, será la solución. Arthur Conan Doyle

"End of transmission".

ENTRELAZAMIENTO CUANTICO EN UN CHIP

El entrelazamiento o enredo -la conexión instantánea entre dos partículas sin importar su distancia- es uno de los fenómenos más interesantes y prometedores de toda la física.
Los fotones entrelazados podrían revolucionar la informática, las comunicaciones y la seguridad cibernética. Aunque son fáciles de crear en el laboratorio, aún no se ha conseguido crear una fuente funcional de fotones entrelazados que pueda caber en un chip de ordenador ordinario.

La nueva investigación, publicada en la revista Optica, de la Sociedad Óptica (OSA) estadounidense, describe cómo un equipo de científicos ha desarrollado, por primera vez, un componente microscópico que es lo suficientemente pequeño como para caber en un chip de silicio estándar, que puede generar un suministro continuo de fotones entrelazados.
El nuevo diseño, se basa en una tecnología de silicio ya establecida, conocida como resonador de micro-anillo. Estos resonadores son en realidad bucles que se graban en obleas de silicio, y que pueden cercar y luego volver a emitir partículas de luz. Adaptando el diseño de este resonador, los investigadores crearon una novedosa fuente de fotones entrelazados que es increíblemente pequeña y altamente eficiente, por lo que es un componente de chip ideal.
  

"La principal ventaja de nuestra nueva fuente es que es a la vez pequeña, brillante y basada en silicio", explica Daniele Bajoni, investigador de la Università degli Studi di Pavia en Italia y co-autor del artículo. 
"El diámetro del anillo resonador es de tan sólo 20 micras, que es aproximadamente una décima parte de la anchura de un cabello humano. Las fuentes anteriores eran cientos de veces más grandes que la que hemos desarrollado". 
Los científicos y los ingenieros reconocen desde hace tiempo el enorme potencial práctico de los fotones entrelazados. Esta curiosa manifestación de la física cuántica, a la que Einstein se refirió como "acción fantasmal a distancia", tiene dos implicaciones importantes en la tecnología del mundo real. 
En primer lugar, si algo actúa sobre uno de los fotones entrelazados, el otro responderá a esa acción de forma instantánea, incluso si está en el lado opuesto de un chip de ordenador o incluso en el lado opuesto de la galaxia. Este comportamiento podría aprovecharse para aumentar la potencia y la velocidad de los cálculos. La segunda implicación es que los dos fotones pueden ser considerados, en cierto sentido, una entidad única, lo que permitiría nuevos protocolos de comunicación que fueran inmunes al espionaje.

Este comportamiento aparentemente imposible es esencial, por lo tanto, para el desarrollo de determinadas tecnologías de próxima generación, como computadoras que sean mucho más potentes que los superordenadores más avanzados de hoy en día, y telecomunicaciones seguras.Para que estas nuevas tecnologías lleguen a buen término, sin embargo, hace falta una nueva clase de emisores de fotones entrelazados: aquellos que se puedan incorporar fácilmente a tecnologías de chips de silicio existentes. Lograr este objetivo ha sido muy difícil.
Hasta la fecha, los emisores de fotones entrelazados -que están hechos principalmente de cristales especialmente diseñados- podían reducirse a un tamaño de unos pocos milímetros, lo cual sigue siendo en muchos órdenes de magnitud demasiado grande para las aplicaciones en-chip.
Además, estos emisores requieren una gran cantidad de energía, que es un bien valioso en las telecomunicaciones y la informática. Para superar estos desafíos, los investigadores exploraron el potencial de resonadores en anillo como una nueva fuente de fotones entrelazados. Estos componentes optoelectrónicos bien establecidos pueden ser grabados fácilmente sobre una oblea de silicio de la misma manera que otros componentes de chips semiconductores.

Para alimentar el resonador, se dirige un haz láser a lo largo de una fibra óptica hacia la entrada de la muestra, y luego se acopla al resonador, donde los fotones corren alrededor del anillo. Esto crea un ambiente ideal para que los fotones se mezclen y se entrelacen.
A medida que los fotones salían del resonador, los investigadores eran capaces de observar que un notable alto porcentaje de ellos exhibía características que traslucían entrelazamiento.
"Nuestro dispositivo es capaz de emitir luz con sorprendentes propiedades de mecánica cuántica nunca antes observadas en una fuente integrada", explica Bajoni. "La velocidad a la que se generan los fotones entrelazados no tiene precedentes para una fuente de silicio integrada, y es comparable con la que se obtiene a partir de cristales en bruto que deben ser bombeados con láseres muy fuertes."

 Los investigadores creen que su trabajo es particularmente relevante porque demuestra, por primera vez, un efecto cuántico por excelencia, el entrelazamiento, en una tecnología bien establecida. Como resultado de ello, para esta investigación que podría facilitar la adopción de tecnologías de la información cuántica, sólo es cuestión de tiempo.

Información: http://www.opticsinfobase.org/optica/abstract.cfm?uri=optica-2-2-88

"El tiempo es un fenómeno emergente, un efecto colateral del enredamiento cuántico".

"End of transmission".