Jacob Hoover
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Existe un límite en la rapidez con que la información puede moverse a través del universo, al igual que existe un límite en la rapidez con que todo lo demás puede moverse a través del universo. Es una regla. Pero un equipo de físicos cuánticos, como suelen hacer los físicos cuánticos, ha descubierto cómo doblarlo..
En circunstancias normales, el límite máximo para la transferencia de información, el ancho de banda del universo, es un bit por partícula fundamental, que no se mueve más rápido que la velocidad de la luz. Eso es en el "universo clásico", la forma en que se comportan las cosas antes de que se involucre la física cuántica..
Aquí es de donde proviene ese límite: si desea enviar un mensaje compuesto por los bits "1" o "0" a su amigo a un año luz de distancia y todo lo que tiene es un solo fotón, puede codificar ese único número binario en el fotón y envíelo zumbando hacia su amigo a la velocidad de la luz. Ese amigo recibirá el mensaje un año después. Si tu amigo quiere usar ese fotón para enviarte un mensaje binario, tendrás que esperar otro año. Si desea enviar más información en ese tiempo, necesitará más fotones. [Álbum: Las ecuaciones más bellas del mundo]
Pero en un nuevo artículo publicado el 8 de febrero en la revista Physical Review Letters, un par de físicos cuánticos demostraron que, en teoría, es posible duplicar ese ancho de banda..
La técnica descrita en el documento, titulado "Comunicación bidireccional con una sola partícula cuántica", no le permite enviar a su amigo dos bits con una partícula. Pero te permite a ti y a tu amigo enviarse un poco de información utilizando la misma partícula al mismo tiempo..
Si dos personas quieren llevar a cabo ese truco, escribieron los investigadores, tienen que colocar la partícula en una "superposición de diferentes ubicaciones espaciales".
"Eso suele describirse como estar en dos lugares al mismo tiempo", dijo el coautor del estudio Flavio Del Santo, de la Universidad de Viena. .
La realidad es un poco más complicada, pero imaginar la partícula en dos lugares a la vez es un atajo útil para comprender lo que está sucediendo aquí..
De esa manera, Alice y Bob (así es como Del Santo y su coautor Borivoje Dakić, del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica de Austria, llamaron sus comunicadores cuánticos) tienen la misma partícula al comienzo de la comunicación. Y cada uno de los comunicadores, dijo Del Santo, puede codificar un solo bit de información, un 1 o un cero, en la partícula..
Su comunicación todavía está limitada por la velocidad de la luz. Cuando Alice codifica un "1" en la partícula, Bob no lo ve de inmediato. Ella todavía tiene que devolverle la partícula. Pero esta situación es especial, porque Alice y Bob pueden codificar cada uno un poco de información en la partícula y enviarla el uno hacia el otro al mismo tiempo..
El mensaje que cada uno ve cuando llega la partícula será el resultado de su propia información y la suma de sus interlocutores. Si Alice codificó un cero y Bob un 1, cada uno verá un 1. Pero como Alice sabe que puso un cero, sabrá que Bob puso un 1. Y como Bob sabe que él puso un 1, Sabré que Alice puso un cero. Si ambos ponen 1, o ambos ponen ceros, el resultado será cero.
En cada situación, ambos receptores sabrán qué bit envió el otro, y habrán reducido a la mitad el tiempo que suele tardar dos personas en enviarse bits entre sí utilizando una sola partícula..
Ancho de banda duplicado.
Esto funciona en el mundo real.
El artículo, publicado en la revista Physical Review Letters, era puramente teórico, pero Del Santo y Dakić se asociaron con un equipo de experimentales de la Universidad de Viena para demostrar que el método puede funcionar en el mundo real..
Esta parte de sus resultados aún no se ha revisado por pares ni se ha publicado en una revista, pero está disponible en el servidor de preimpresión arXiv..
Los investigadores utilizaron divisores de haz para separar los fotones en superposición espacial, lo que significa que, en cierto sentido, estaban en dos lugares a la vez. Al hacerlo, escribieron los científicos, lograron exactamente lo que describía el primer artículo: codificar bits en fotones divididos, mezclarlos e interpretar los resultados..
Los investigadores también demostraron que, con una ligera modificación, esta técnica podría utilizarse para realizar una comunicación perfectamente segura. Si uno de los comunicadores, Alice, ingresa una cadena aleatoria de bits y Bob codifica el mensaje verdadero y coherente, ningún fisgón podría averiguar lo que Bob le estaba diciendo a Alice sin saber lo que Alice había codificado, dijo Del Santo..
Publicado originalmente el .