Enviar información cuántica en forma de qubits (quantum pedacitos) se han llevado a cabo con éxito durante años. Además, la distancia de transmisión de datos se ve severamente obstaculizada por otros factores, como la curvatura de la Tierra. Ahora, por primera vez, científicos italianos han llevado a cabo un intercambio simulado de un solo fotón entre la Tierra y un satélite en órbita a una altitud de 1485 km. Aunque la transmisión puede estar restringida aquí en la Tierra, el uso de satélites aumentará en gran medida el alcance de dicho sistema, posiblemente comenzando una era de comunicación cuántica de larga distancia con el espacio.
La ventaja clave de las comunicaciones cuánticas es que es perfectamente seguro de ser pirateado. En un mundo de transmisión de información consciente de la seguridad, la posibilidad de enviar información oculta en los estados cuánticos de los fotones sería altamente deseable. Un inconveniente importante de enviar fotos codificadas aquí en la Tierra es la degradación de los datos, ya que los fotones se dispersan por las partículas atmosféricas. El registro actual es de 144 km para que un fotón codificado viaje a lo largo de su línea de visión sin perder su código cuántico. Esa distancia se puede aumentar disparando fotones codificados a lo largo de fibras ópticas.
Pero, ¿qué pasaría si usaras satélites como nodos para comunicar los fotones codificados a través del espacio? Al disparar los fotones hacia arriba, solo necesitan viajar a través de 8 km de atmósfera densa. Esto es exactamente lo que esperaban lograr Paolo Villoresi y su equipo en el Departamento de Ingeniería de la Información de la Universidad de Padua con colaboradores en otros institutos en Italia y Austria. De hecho, ya han probado el "intercambio de un solo fotón" entre una estación terrestre y el satélite geodésico experimental japonés Ajisai con algunos buenos resultados
“Los pulsos láser débiles, emitidos por la estación terrestre, se dirigen hacia un satélite equipado con retroreflectores de esquina cúbica. Estos reflejan una pequeña porción del pulso, con un promedio de menos de un fotón por pulso dirigido a nuestro receptor, como se requiere para la comunicación cuántica de pulso débil."- De" Verificación experimental de la viabilidad de un canal cuántico entre el Espacio y la Tierra ", Villoresi et al..
Lograron esta hazaña mediante el uso de la tecnología láser existente en la Tierra (en el Observatorio de alineación láser Matera, Italia) para dirigir una fuente débil de fotones en el Ajisai, satélite con espejo esférico (foto superior) Cuando el potente rayo láser localizó el satélite, se apagó para permitir que el láser codificado más débil disparara pulsos de datos. Los dos láseres se pueden cambiar fácilmente para asegurarse de que Ajisai estaba recibiendo los fotones. Solo se recibió una pequeña fracción de los pulsos en el observatorio y, estadísticamente hablando, se logró el requisito de menos de un retorno de fotón por pulso láser para las comunicaciones cuánticas.
Este es el primer paso de muchos hacia las comunicaciones cuánticas, y de ninguna manera demuestra el entrelazamiento cuántico entre dos fotones (esta situación se describe en gran detalle por uno de los colaboradores en una publicación separada) - ¡esa sería la mejor forma de transmisión de datos cuánticos!
Fuente: arXiv, blog de arXiv
