FOTÒNICA

El diàleg d'un gas i un cristall acosta la internet quàntica

El viatge d'un fotó d'un núvol d'àtoms a un sòlid anticipa una nova classe de xarxa

El sistema permetria un xifrat ultrasegur i càlculs impossibles amb els ordinadors d'avui

zentauroepp41058959 icfo171124162013

zentauroepp41058959 icfo171124162013
zentauroepp41058960 icfo171124161911

/

2
Es llegeix en minuts
Michele Catanzaro
Michele Catanzaro

Periodista

ver +

La informàtica va revolucionar la societat amb la invenció de l’ordinador, i la va tornar a revolucionar amb la invenció d’internet. Ara, els científics entreveuen una nova revolució informàtica: la de l’ordinador quàntic. Aquesta computadora promet aprofitar l’anòmal comportament de les partícules microscòpiques (els fenòmens quàntics) per portar a terme operacions impossibles amb els ordinadors actuals.

En paral·lel, també s’està desenvolupant el futur internet quàntic: una xarxa capaç de connectar els ordinadors quàntics, cosa que se n’augmenta exponencialment la potència i proporciona un sistema de comunicació ultrasegur.

Un pas endavant cap a la xarxa quàntica es va donar a conèixer la setmana passada a la revista Nature. Es tracta d’un experiment que ha transmès partícules de llum (fotons) carregades d’informació quàntica en una fibra òptica com les de l’internet actual. 

Àtoms i vidres

El cable, d’una desena de metres, connecta un sistema que genera els fotons (un núvol d’àtoms de rubidi refredats amb làsers) amb un que els emmagatzema (un cristall alterat amb ions de praseodimi), emplaçats a dos laboratoris de l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), a Castelldefels.

És el primer cop que es du a terme aquesta transmissió entre dos objectes tan diferents. Aquests objectes podrien ser les peces base del futur internet quàntic, juntament amb altres com conjunts de ions o diamants amb impureses. Cadascun d’aquests sistemes contribueix a la seva manera a generar, processar i emmagatzemar la informació quàntica.

«Es pot aconseguir la comunicació quàntica a curta distància; no obstant, per sobre dels 100 o 200 quilòmetres, els fotons són absorbits», explica Hugues de Riedmatten, cap del grup que ha portat a terme l’experiment. El projecte pretén avançar cap a un «repetidor quàntic» que permeti estendre molt més l’abast de les futures xarxes. «Si s’utilitzés una xarxa d’aquesta mena per connectar ordinadors quàntics, la potència computacional del conjunt creixeria exponencialment», prossegueix l’investigador.

Aquesta aplicació és molt remota, però n’hi ha una de més pròxima. «Les xarxes quàntiques podrien garantir una comunicació completament segura, basada no pas en algoritmes complexos, sinó en fenòmens físics fonamentals», explica el científic. «Les xarxes quàntiques no reemplaçaran internet, però podrien tenir aplicacions importants per a bancs o governs», explica Margherita Mazzera, coautora del treball.

Sistema híbrid

La informació quàntica, emmagatzemada en fotons individuals, no es pot tractar amb les peces electròniques estàndard. Es necessiten sistemes com ara gasos d’àtoms freds, vidres o diamants. «Cap d’aquests sistemes ho pot fer tot: els àtoms són bons per generar i processar fotons, mentre que els vidres ho són per emmagatzemar-los», explica Mazzera. D’aquí ve la importància de tenir un sistema híbrid. «El treball ha resolt el problema de crear una interfície entre ells», explica Jordi Mompart, professor d’informació quàntica de la UAB, no implicat en el treball.

Notícies relacionades

Un altre repte és transportar la informació en cables normals. «Per fer-ho hem hagut de convertir la longitud d’ona dels fotons generats a la usada en una fibra òptica de telecomunicació i després tornar a convertir-la perquè es poguessin emmagatzemar en el cristall», explica Nicolas Maring, doctorand que ha treballat en l’experiment.

Ara, els investigadors pretenen generar entrellaçament entre les dues extremitats del cable, necessari per a la comunicació ultrasegura. També treballen en un experiment per comunicar per via quàntica l’institut de Castelldefels amb algun centre de Barcelona. H

¿Què és l'ordinador quàntic?

Temes:

Física