La teleportación cuántica es una técnica que permite enviar información cuántica entre dos objetos cuánticos distantes, un emisor y un receptor, utilizando un fenómeno llamado entrelazamiento cuántico como recurso. La característica más singular de este proceso es que la información no se transmite mandando bits cuánticos (qubits) a través de un canal de comunicación que conecte a las dos partes; sino que la información se destruye en un lugar y aparece en el otro sin viajar físicamente entre los dos. Este sorprendente fenómeno solo ocurre gracias al entrelazamiento cuántico.
Hoy en día existe un interés considerable en la teleportación cuántica en el campo de las comunicaciones cuánticas y las redes cuánticas porque permitiría la transferencia de bits cuánticos entre nodos de la red a través de distancias muy largas, utilizando el entrelazamiento previamente distribuido. Tal técnica facilitaría la integración de estas tecnologías cuánticas en redes de telecomunicaciones actuales y permitiría extender las comunicaciones ultraseguras a distancias muy largas.
La teleportación cuántica fue propuesta teóricamente a principios de los años 90 y varios grupos de todo el mundo llevaron a cabo demostraciones experimentales. Si bien la comunidad científica ha adquirido una amplia experiencia sobre cómo realizar estos experimentos durante estos años, todavía hay una pregunta abierta sobre cómo teleportar información de manera práctica, permitiendo una comunicación cuántica confiable y rápida a través de una red extensa.
Dicha infraestructura debería ser compatible con la red de telecomunicaciones actual. Además, para el protocolo de teleportación cuántica se necesita que se aplique una operación final sobre el qubit con la información teleportada, una característica que se denomina “feed-forward activo”, para permitir que la transmisión de la información se pueda hacer fielmente y a mayor velocidad. Para esto, el receptor debe poseer un dispositivo conocido como memoria cuántica que pueda almacenar el qubit sin degradarlo hasta que se pueda implementar la operación final. Finalmente, esta memoria cuántica debería poder operar de manera “multiplexada” o “multimodal” para maximizar la velocidad de teleportación de información cuando el remitente y el receptor están lejos. Hasta la fecha, ninguna implementación había incorporado estos mencionados requisitos en la misma demostración.
En un estudio reciente, Dario Lago-Rivera, Jelena V. Rakonjac y Samuele Grandi, del ICFO (Instituto de Ciencias Fotónicas) en la localidad barcelonesa de Castelldefels, dirigidos por el profesor ICREA del ICFO Hugues de Riedmatten, han logrado la teleportación a larga distancia de información cuántica de un fotón a un qubit de estado sólido, es decir, un fotón almacenado en una memoria cuántica multiplexada. La técnica involucró el uso del feed-forward activo (esquema de prealimentación activa), que, junto con la multimodalidad de la memoria, ha permitido maximizar la tasa de teleportación. La arquitectura del experimento ha demostrado ser compatible con los canales de telecomunicaciones y, por lo tanto, permitiría la futura integración y uso a gran escala para la comunicación cuántica de larga distancia.
