2006-10-10

Teleportación cuántica para novatos

A raíz de los últimos experimentos hay un poco de revuelo sobre la teleportación. ¿Acabaremos usando el teletransporte como en "Star Trek" o en "La mosca"?

Pues por lo que sabemos ahora, no. La cuestión está en que el teletransporte en la ciencia ficción puede tener que ver más con la relatividad espacial que con la cuántica, así que no tenemos que desesperar todavía, aunque la teleportación cuántica no es la solución.

¿Cómo funciona? Bueno, en realidad es complicado y hay que tener conocimientos previos, o al menos una idea clara de la naturaleza probabilística de la mecánica cuántica, pero espero poder explicar lo que yo se con un pequeño ejemplo. Supongamos que Alice tiene un folio con la siguiente figura:



Pues bien, quiere teletransportarle a Bob este dibujo. Para ello necesitan un par de folios mágicos. Son mágicos en el sentido cuántico en el que son dos partículas entrelazadas. Para los electrones significa que cuando yo miro uno, si tiene spin +1, el otro tendrá -1, y viceversa, y siempre ocurre eso, porque son "mágicos", pero de la naturaleza del entrelazamiento ya hablaremos en otro momento. Ahora basta con saber que lo que le pase a uno, el otro lo siente de alguna manera.

Pues bien, de ese par de folios mágicos, uno lo tiene Alice y el otro le llega a Bob. Alice hace un experimento con su folio mágico y su dibujo y estos dos se juntan de una manera rara. Pueden pasar cuatro casos:



Y lo que es más importante, en el folio en el que estaba el dibujo, ahora ya no está, no sabemos muy bien lo que hay, pero ha cambiado. Y mientras tanto, en folio mágico de Bob, como hemos hecho algo en el de Alice, también ha cambiado, y ahora tiene la el dibujo... o casi, porque a Bob le pueden haber llegado alguna de estas 4 cosas.



Como se ve, son todos muy parecidos, para pasar de una a otra solo hay que girarlo o ver la imagen en un espejo. Pero Bob NO SABE cuál es el que dibujó Alice al principio, así que todavía no hemos conseguido teletransportar el original, porque Bob necesita saber como girar su dibujo para que sea igual al que tenía Alice al principio. Lo que sí sabe Bob, es que si a Alice le quedan los dos folios unidos por el lado grande, no tiene que hacer nada, si a Alice le quedan unidos por el lado corto, tiene que hacer una simetría respecto al lado grande, si a Alice le quedan unidos por lados distintos, la simetría tiene que ser por el lado corto, y si a Alice le quedan los dos folios cruzados, solo tiene que girar la imagen 180º. En resumen, si Bob sabe que obtuvo Alice en su experimento con los dos folios, puede modificar la imagen que ha aparecido mágicamente en su folio mágico para que sea igual a la que tenía Alice y si Bob no tiene manera de saberlo, la teleportación está incompleta.

Pero entonces… exacto, la gracia del asunto es que el método no sirve para enviar información instantanea (lo que violaría algún que otro principio de la física), porque Alice le tiene que mandar un mensaje "no-mágico" (clásico) a Bob para decirle que salió de su experimento. De hecho, en el experimento real, por cada bit cuántico teleportado, hay que transmitir dos bits clásicos para completar el proceso.

¿Lo bueno de esto? Que los bits clásicos no tienen información sobre el cuántico, lo que quiere decir que aunque alguien copie el mensaje, si no ha tenido acceso a los "folios mágicos" y los ha trucado, no tiene acceso a la información y el mensaje es seguro, de manera que como canal de información, no tiene precio.

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4 Comentarios:

At 9:38 a. m., Anonymous Anónimo said...

Buena explicación, gracias! La verdad es que me has hecho sonreir... los míticos Alice y Bob atacan de nuevo, hehehe.

Saludos!!

 
At 1:34 p. m., Anonymous Anónimo said...

Me ha gustado lo de los dibujillos, pero yo estoy un poco versado en el tema. Quizá cuando cuentes algo sobre entrelazamiento el lector novel lo entienda mejor.

 
At 2:02 p. m., Blogger Sergio said...

Gracias por los comentarios :)

La verdad es que Alice y Bob son ya intimos amigos de todos los que hayan leido cosas de estas :D

Por otro lado es cierto eso de que los "folios mágicos" suenan a cuento chino, pero me pareció un poco fuerte introducir el enrelazamiento aquí, eso merece un artículo aparte, aunque antes igual hay que explicar un poco como va toda la cuestión probabilistica y las medidas y demás. Mucho trabajo pendiente tengo ;)

 
At 11:52 p. m., Blogger Acerina said...

WooooooooooW!!!!

Estoy investigando sobre "comunicación cuántica" para un trabajo de la universidad... Creo que tu post es lo que más me ha ayudado a entender...

Gracias mil!

 

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