![](\"https:\/\/imagenes.elpais.com\/resizer\/v2\/NEW6WPDWBNF2ZDVGPTFTMW5N6A.jpg?auth=c2938a76d9c4a51dcdd727109a77caa6395238df057a99311ab5eaf29af7eca9\")
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El futuro de la tecnolog\u00eda cu\u00e1ntica no pasa por que cada hogar o cada empresa o entidad disponga de un ordenador con capacidades extraordinarias. Su viabilidad pasa por la red, por un entramado de conexiones que permitan aprovechar las ventajas de esta nueva computaci\u00f3n con ordenadores de menor capacidad individual, desde cualquier centro de investigaci\u00f3n o corporativo y que, en \u00faltima instancia, sea \u00fatil para los usuarios. Pero para crear esta red hace falta conseguir que las comunicaciones cu\u00e1nticas entre las m\u00e1quinas sean posibles a larga distancia sin depender de costosas infraestructuras. Una investigaci\u00f3n que publica Naturaleza<\/i> este mi\u00e9rcoles avanza en esta direcci\u00f3n al haber alcanzado en Alemania la distribuci\u00f3n coherente de informaci\u00f3n cu\u00e1ntica a trav\u00e9s de 250 kil\u00f3metros de cables de fibra \u00f3ptica convencionales sin necesidad de enfriamiento criog\u00e9nico.<\/p>\n
Mirko Pittaluga, autor principal de la investigaci\u00f3n e investigador de Toshiba, y su equipo, consideran el resultado un \u201cr\u00e9cord\u201d no solo por la distancia, sino tambi\u00e9n por la infraestructura utilizada y por la coherencia alcanzada en la comunicaci\u00f3n. \u201cEs fundamental para la arquitectura del internet cu\u00e1ntico\u201d, afirman.<\/p>\n
Para Antia Lamas, responsable del Centro de Redes Cu\u00e1nticas de Amazon Web Services (AWS) y ajena al estudio, este internet de nueva generaci\u00f3n ser\u00e1 efectivo \u201ccuando todas las capacidades de la red cu\u00e1ntica est\u00e9n disponibles\u201d y sus implicaciones ser\u00e1n cruciales, seg\u00fan explic\u00f3 en una entrevista, \u201cprimero en el \u00e1mbito de la seguridad y, m\u00e1s adelante, para conectar computadoras cu\u00e1nticas y ampliar su potencial\u201d. \u201cEstas redes nos permitir\u00e1n implementar capacidades sorprendentes\u201d, asegura.<\/p>\n
El logro de la reciente investigaci\u00f3n no es solo la distancia de la comunicaci\u00f3n, los 250 kil\u00f3metros entre las ciudades alemanas de Frankfurt y Kehl. Este mismo equipo hab\u00eda alcanzado un logro similar entre dos puntos a trav\u00e9s de m\u00e1s de 600 kil\u00f3metros de cables. El resultado principal en esta ocasi\u00f3n es haber mantenido la coherencia de la comunicaci\u00f3n cu\u00e1ntica utilizando una red de fibra \u00f3ptica subterr\u00e1nea convencional y en condiciones ambientales habituales.<\/p>\n
Estos dos aspectos son claves, ya que, hasta ahora, la implementaci\u00f3n de comunicaciones cu\u00e1nticas se ve limitada por la necesidad de equipos especializados, como los criog\u00e9nicos, para alcanzar temperaturas cercanas al cero absoluto que precisan las part\u00edculas para preservar sus propiedades.<\/p>\n
Los c\u00fabits, la unidad b\u00e1sica de informaci\u00f3n cu\u00e1ntica y con una capacidad exponencialmente mayor que el bit convencional, son extremadamente fr\u00e1giles y propensos a errores debido a sus interacciones con el entorno. La expansi\u00f3n y contracci\u00f3n de las fibras \u00f3pticas por los cambios en las condiciones ambientales, como las fluctuaciones de temperatura, generan errores y les hacen perder coherencia.<\/p>\n
Pero la investigaci\u00f3n que publica Naturaleza<\/i>en l\u00ednea con las anteriores del mismo equipo, ha conseguido superar esta importante limitaci\u00f3n para el futuro internet cu\u00e1ntico. \u201cEsta demostraci\u00f3n indica que los protocolos avanzados de comunicaciones cu\u00e1nticas que explotan la coherencia de la luz pueden funcionar sobre la infraestructura de telecomunicaciones existente\u201d, defienden los investigadores.<\/p>\n
\u201cCon las nuevas t\u00e9cnicas que hemos desarrollado, todav\u00eda son posibles nuevas extensiones de la distancia de comunicaci\u00f3n para QKD [Quantum Key Distribution o distribuci\u00f3n de claves cu\u00e1nticas] y nuestras soluciones tambi\u00e9n se pueden aplicar a otros protocolos y aplicaciones de comunicaciones cu\u00e1nticas\u201d, afirm\u00f3 Pittaluga tras el r\u00e9cord de 600 kil\u00f3metros.<\/p>\n
Antes de este experimento, los investigadores simularon las condiciones en laboratorio, pero en un entorno de temperatura controlada. Sin embargo, estas pruebas previas mostraron m\u00e1s fluctuaciones. Sobre condiciones de comunicaci\u00f3n reales, el equipo consigui\u00f3 preservar el sistema. \u201cEn los sistemas de comunicaci\u00f3n cu\u00e1ntica, mantener la coherencia entre los estados cu\u00e1nticos codificados por diferentes usuarios es crucial para el rendimiento del sistema y la minimizaci\u00f3n de errores\u201d, detallan en el trabajo.<\/p>\n
Carlos Sab\u00edn, investigador Ram\u00f3n y Cajal en el departamento de F\u00edsica Te\u00f3rica de la Universidad Aut\u00f3noma de Madrid (UAM) y ajeno al estudio, valora los resultados en Centro de medios de ciencias<\/i> Espa\u00f1a: \u201cLo m\u00e1s novedoso de estos nuevos resultados es que se usa fibra \u00f3ptica comercial ya existente y no se a\u00f1ade tecnolog\u00eda m\u00e1s sofisticada y habitual en laboratorios de f\u00edsica cu\u00e1ntica, como cavidades o refrigeradores para temperaturas ultrabajas. Los bits cu\u00e1nticos usados son fotones generados con l\u00e1seres, en contraste, por ejemplo, con otros experimentos anteriores<\/u>como el publicado el a\u00f1o pasado en <\/u>Naturaleza<\/u><\/i>en el que se generaba entrelazamiento cu\u00e1ntico en Boston entre sistemas experimentalmente m\u00e1s complicados, incluyendo el uso de cavidades. Esos sistemas podr\u00edan ser m\u00e1s adecuados para construir memorias cu\u00e1nticas, pero el uso de fotones \u00f3pticos permite en cambio realizar comunicaciones cu\u00e1nticas a distancias muy grandes\u00bb.<\/p>\n
El f\u00edsico recuerda otro estudio reciente, publicado en \u00d3PTICO<\/i>que probaba el teletransporte cu\u00e1ntico con fotones y tambi\u00e9n en fibra \u00f3ptica convencional y en uso, aunque a una distancia mucho menor, de unos 30 kil\u00f3metros, y con unas tasas de error del 10%<\/p>\n
\u201cEstos nuevos resultados\u201d, a\u00f1ade Sab\u00edn en relaci\u00f3n con la publicaci\u00f3n de este mi\u00e9rcoles, \u201ccon unas peque\u00f1as tasas de error alrededor del 5%, representan un paso adelante en la posibilidad de crear redes de comunicaciones basadas en la f\u00edsica cu\u00e1ntica e integradas en la tecnolog\u00eda de fibra \u00f3ptica ya existente en nuestras ciudades, aunque conviene aclarar que estar\u00edamos todav\u00eda en una etapa muy preliminar de desarrollo\u201d.<\/p>\n
El equipo de Pittaluga considera que ha alcanzado un hito fundamental para el internet cu\u00e1ntico: \u201cNuestro trabajo demuestra la compatibilidad de las comunicaciones cu\u00e1nticas basadas en coherencia con la infraestructura de red existente y la implementaci\u00f3n pr\u00e1ctica de un repetidor cu\u00e1ntico efectivo sobre redes comerciales. Tambi\u00e9n logramos, hasta donde sabemos, las distancias m\u00e1s largas para QKD en el mundo real utilizando tecnolog\u00eda no refrigerada criog\u00e9nicamente. Nuestros hallazgos confirman que las condiciones ambientales en los centros de telecomunicaciones operativos son comparables o incluso mejores que las simuladas en los laboratorios, lo que fomenta una mayor comercializaci\u00f3n y creaci\u00f3n de prototipos de equipos de comunicaci\u00f3n cu\u00e1ntica coherentes. Este logro sienta las bases para futuras comunicaciones y redes cu\u00e1nticas pr\u00e1cticas y de alto rendimiento\u201d.<\/p>\n
Este alto rendimiento es otro de los retos de la comunicaci\u00f3n cu\u00e1ntica. Los m\u00e9todos tradicionales, como la distribuci\u00f3n de claves cu\u00e1nticas (QKD) con la que ha trabajado el equipo de Pittaluga, y otras, como el cifrado ca\u00f3tico, a menudo sacrifican velocidad o capacidad de transmisi\u00f3n en aras de la seguridad. Sin embargo, en un estudio de investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shangh\u00e1i han presentado un marco integrado de cifrado y comunicaci\u00f3n (IEAC) que combina una seguridad robusta con un rendimiento de transmisi\u00f3n de alta capacidad, a partir de aprendizaje profundo de extremo a extremo (E2EDL), para lograr una transmisi\u00f3n segura r\u00e9cord de 1 Tb por segundo a trav\u00e9s de 1.200 kil\u00f3metros de fibra \u00f3ptica, un hito en las comunicaciones a trav\u00e9s de esta infraestructura, segura y de alta capacidad y larga distancia.<\/p>\n
\u201cNuestro trabajo cierra la brecha entre la seguridad y el rendimiento de transmisi\u00f3n en las comunicaciones \u00f3pticas. Al incorporar el cifrado en la capa f\u00edsica, IEAC allana el camino para redes seguras y de alto rendimiento capaces de soportar las demandas de datos impulsadas por la IA\u201d, afirma Lilin Yi, coautor del estudio y profesor en la universidad de shanghainesa.<\/p>\n<\/div>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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