Investigadores de la Universidad Nacional de Yokohama han teletransportado con éxito información cuántica dentro del diamante.
En un nuevo trabajo, publicado en el portal Communications Physics, los científicos japoneses hablaron sobre cómo lograron implementar la teletransportación cuántica. "La teletransportación cuántica permite que la información cuántica se transmita a otro espacio inaccesible", dijo Hideo Kosaka, profesor de ingeniería en la Universidad Nacional de Yokohama y autor del estudio. “También permite que la información se transfiera a la memoria cuántica sin exponer o destruir los datos ya almacenados”, agregó.
En este caso, el "espacio inaccesible" consistía en átomos de carbono dentro del diamante. El diamante está compuesto por átomos interconectados pero suficientemente separados, lo que lo convierte en un entorno ideal para probar la mecánica de la teletransportación. En su núcleo, cada átomo de carbono contiene seis protones y neutrones, rodeados por seis electrones giratorios. Por lo tanto, cuando los átomos se unen en una sola estructura de un diamante, forman una red particularmente fuerte. Pero, por supuesto, puede contener defectos, por ejemplo, cuando un átomo de nitrógeno reemplaza al azar a un átomo de carbono. Tal defecto se llama centro de vacantes de nitrógeno.
Rodeado de átomos de carbono, la estructura del núcleo del átomo de nitrógeno crea lo que Kosaka llama un nanomaimán.
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Para manipular el isótopo de electrones y carbono en el centro vacante, Kosaka y el equipo conectaron un cable de aproximadamente un cuarto del ancho de un cabello humano a la superficie del diamante. Luego utilizaron radiación de microondas para crear un campo magnético oscilante alrededor del diamante. Se utilizó un "nanomaimán" de nitrógeno para fijar el electrón. Luego, utilizando ondas de radio y radiación de ondas eléctricas, el equipo obligó al espín del electrón a entrelazarse con el espín nuclear del carbono para que efectivamente se conviertan en uno y ya no puedan considerarse por separado entre sí. En este momento, se introduce en el sistema un fotón que contiene información cuántica y el electrón lo absorbe. Como resultado, la carga es transferida por el electrón al carbono y lo polariza, y con esta información cuántica se transmite.
Los científicos llamaron a su dispositivo un "repetidor cuántico", y con su ayuda es posible transferir porciones individuales de información de un nodo a otro a través de un campo cuántico. El objetivo final del experimento son los repetidores escalables que permitirán la teletransportación de información a información grande. Por supuesto, no funcionará sin computadoras cuánticas de distribución que pueden realizar cálculos más serios.
Vasily Makarov
