Investigadores de la Universidad de Pensilvania han logrado un avance significativo en el desarrollo de un internet cuántico funcional. Han creado un chip cuántico, denominado Q-Chip, capaz de transmitir señales cuánticas a través de cables de fibra óptica convencionales, utilizando los mismos protocolos de internet que la red actual.
Este desarrollo, liderado por el profesor Liang Feng, representa un paso crucial para integrar la comunicación cuántica en la infraestructura existente, allanando el camino para futuras redes cuánticas a gran escala. A diferencia de experimentos anteriores que requerían entornos de laboratorio aislados, este nuevo enfoque integra las señales cuánticas en redes del mundo real.
El Q-Chip, que significa "Quantum-Classical Hybrid Internet by Photonics", adjunta una "cabecera" clásica a cada señal cuántica. Esta cabecera, codificada mediante pulsos láser de fibra óptica, contiene información de enrutamiento y temporización. Los enrutadores leen esta cabecera para dirigir los datos a su destino sin interferir con la señal cuántica, permitiendo que las señales cuánticas y clásicas se transmitan simultáneamente y de forma síncrona por el mismo cable de fibra óptica.
Este avance evita la necesidad de una red cuántica separada, reduciendo significativamente la barrera para la implementación y escalabilidad de un internet cuántico. Los ordenadores cuánticos utilizan cúbits, que pueden existir en múltiples estados simultáneamente, y el entrelazamiento entre cúbits permite que los datos permanezcan conectados independientemente de la distancia. Sin embargo, los datos cuánticos son extremadamente sensibles y frágiles, colapsando al ser observados.
El equipo probó su sistema utilizando una línea de fibra óptica de un kilómetro proporcionada por Verizon. En esta prueba, la señal clásica ayudó a corregir la señal cuántica, que había sido corrompida por el ruido ambiental, asegurando que los datos cuánticos llegaran a su destino de forma segura. La estructura basada en silicio del Q-Chip facilitará la producción en masa utilizando los procesos de fabricación actuales, lo que lo convierte en un paso fundamental hacia el lanzamiento de las fases iniciales de un internet cuántico en redes locales y metropolitanas.
Este desarrollo genera un considerable entusiasmo en la comunidad científica, ya que la capacidad de integrar la comunicación cuántica en las redes actuales, en lugar de requerir infraestructura dedicada, es un factor clave para acelerar su despliegue. Las aplicaciones potenciales incluyen comunicaciones ultra-seguras, la interconexión de ordenadores cuánticos y la computación cuántica distribuida, lo que podría revolucionar campos como la inteligencia artificial, el descubrimiento de fármacos y la ciencia de materiales.