El satélite cuántico de China que ayuda a enviar mensajes seguros a más de 1200 km

Dos observatorios en China han utilizado un satélite de comunicaciones cuánticas para enviar un mensaje encriptado a 1200 kilómetros que batieron récords, un paso importante hacia la construcción de una Internet cuántica segura.

China lanzó su satélite cuántico Micius en 2016. Éste produce pares de fotones que están entrelazados cuánticamente, lo que significa que el estado medido de un fotón está vinculado al estado medido del otro, independientemente de la distancia entre ellos.

El entrelazamiento no puede transferir información directamente, ya que eso significaría que los datos viajan más rápido que la luz. Las partículas entrelazadas se pueden utilizar para crear «claves» secretas que permiten una comunicación extraordinariamente segura.

Artur Ekert de la Universidad de Oxford y sus colegas utilizaron Micius para transmitir fotones entrelazados a observatorios separados por 1200 kilómetros en China, lo que permitió que esos dos observatorios compartieran datos cifrados cuánticos más alejados que nunca.

El récord anterior para este tipo de comunicación es de solo 100 kilómetros a lo largo de un cable de fibra óptica. «Las fibras son buenas para distancias intermedias, de 30 a 50 kilómetros aproximadamente, pero demasiado ruidosas para distancias más largas«, ha comentado Ekert.

El último sistema tenía una tasa de error de solo el 4,5%. Esto es particularmente importante en la comunicación cuántica, porque cualquier intento de piratear o espiar la señal para descubrir la clave provocaría más errores en la comunicación. Es necesario comenzar con una tasa de error baja para que se noten los errores adicionales causados ​​por las escuchas.

Por ejemplo, si el satélite fuera pirateado, esto se notaría mediante pruebas realizadas en tierra cuando los observatorios recibieran los fotones. Este tipo de comunicación podría eventualmente usarse para construir una Internet segura e imposible de piratear de información cuántica. “El entrelazamiento proporciona la máxima seguridad”, dice Ekert.

La mecánica cuántica & la teoría de la relatividad

Desde sus inicios, la mecánica cuántica no ha dejado de sorprendernos con su peculiaridad, a la vez tan difícil de entender. ¿Por qué parece que una partícula atraviesa dos rendijas simultáneamente? ¿Por qué en lugar de predicciones específicas solo podemos hablar de evolución de probabilidades? Según los teóricos de las universidades de Varsovia y Oxford, las características más importantes del mundo cuántico pueden resultar de la teoría especial de la relatividad, que hasta ahora parecía tener poco que ver con la mecánica cuántica.

«Notamos, de paso, la posibilidad de una interpretación interesante del papel de las dimensiones individuales. En el sistema que parece superluminal para el observador, algunas dimensiones espacio-temporales parecen cambiar sus roles físicos. Sólo una dimensión de la luz superluminal tiene un carácter espacial – aquella a lo largo de la cual se mueve la partícula. Las otras tres dimensiones parecen ser dimensiones de tiempo «, dice el Dr. Dragan.

Durante casi cien años, la mecánica cuántica ha estado esperando una teoría más profunda para explicar la naturaleza de sus misteriosos fenómenos. Si el razonamiento presentado por los físicos de FUW y UO resiste la prueba del tiempo, la historia se burlaría de todos los físicos. La teoría «desconocida» buscada durante décadas, para explicar la singularidad de la mecánica cuántica, sería algo ya conocido desde el primer trabajo sobre teoría cuántica.

En el artículo «The Quantum Principle of Relativity» de Artur Ekert publicado en New Journal of Physics, se prueba que las características de la mecánica cuántica que determinan su singularidad y su exotismo tan no intuitivo – aceptado, además, por fe (como axiomas) – puede explicarse en el marco de la teoría especial de la relatividad. Uno solo tiene que decidir sobre un cierto paso bastante poco ortodoxo.

Albert Einstein basó la teoría especial de la relatividad en dos postulados. El primero se conoce como el principio de relatividad de Galileo (que, tenga en cuenta, es un caso especial del principio de Copérnico). Esto establece que la física es la misma en todos los sistemas inerciales (es decir, uno que está en reposo o en un movimiento constante en línea recta). El segundo postulado, formulado sobre el resultado del famoso experimento de Michelson-Morley, impuso el requisito de una velocidad constante de la luz en cada sistema de referencia.

Einstein consideró crucial el segundo postulado. En realidad, lo crucial es el principio de la relatividad. Ya en 1910 Vladimir Ignatowski demostró que basándose sólo en este principio es posible reconstruir todos los fenómenos relativistas de la teoría especial de la relatividad. El profesor Andrzej Szymacha de nuestra facultad también presentó en 1992 un razonamiento sorprendentemente simple, que conduce directamente del principio de relatividad al relativismo ”, dice el Dr. Dragan.

La teoría especial de la relatividad es una estructura coherente que permite tres tipos de soluciones matemáticamente correctas: un mundo de partículas que se mueven a velocidades subluminales, un mundo de partículas que se mueven a la velocidad de la luz y un mundo de partículas que se mueven a velocidades superluminales. Esta tercera opción siempre ha sido rechazada por no tener nada que ver con la realidad.

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