El trabajo prueba que las frágiles señales cuánticas pueden funcionar en la misma infraestructura que transporta el tráfico 'online' cotidiano, aseguran los investigadores que probaron su enfoque en la red de fibra óptica del campus de Verizon (Filadelfia).
La propuesta no solo puede enviar señales cuánticas, sino también corregir automáticamente el ruido y agrupar datos cuánticos y clásicos en paquetes estándar al estilo de internet, además de enrutarlos.
Y lo hace utilizando el mismo sistema de direccionamiento y las mismas herramientas de gestión que conectan los dispositivos cotidianos en línea.
"Al demostrar que un chip integrado puede gestionar señales cuánticas en una red comercial en directo como la de Verizon, y hacerlo utilizando los mismos protocolos que ejecutan la internet clásica, hemos dado un paso clave hacia experimentos a mayor escala y una internet cuántica práctica", afirma en un comunicado Liang Feng.
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La naturaleza única de las partículas cuánticas implica, entre otras cosas, que una vez medidas, estas pierden sus propiedades inusuales, lo que hace que ampliar una red cuántica sea extremadamente difícil.
Las redes normales miden los datos para guiarlos hacia su destino final, con las redes puramente cuánticas esto no se puede hacer porque medir las partículas destruye el estado cuántico, explica Robert Broberg, otro de los autores.
Para sortear este obstáculo, el equipo desarrolló el "Q-Chip" (abreviatura en inglés de internet híbrido cuántico-clásico por fotónica) que coordina las señales clásicas, compuestas por flujos regulares de luz, y las partículas cuánticas.
La señal clásica viaja justo por delante de la cuántica, lo que permite medir la señal clásica para el enrutamiento, dejando intacta la cuántica, detalla por su parte Yichi Zhang.
En esencia, el nuevo sistema funciona como un ferrocarril: "La 'cabecera' clásica actúa como la locomotora, mientras que la información cuántica viaja detrás en contenedores sellados", describe Zhang. "Estos no se pueden abrir sin destruir su contenido, pero la locomotriz garantiza que todo el tren llegue a su destino".
En las pruebas, el sistema mantuvo una fidelidad de transmisión superior al 97 %, lo que demuestra que puede superar el ruido y la inestabilidad que suelen destruir las señales cuánticas fuera del laboratorio.
Además, como el chip está fabricado con silicio y utilizando técnicas consolidadas podría producirse en serie, facilitaría la ampliación de este nuevo enfoque, aseguran los investigadores.
"Esto se parece a los inicios de la internet clásica en la década de 1990, cuando las universidades conectaron por primera vez sus redes", subraya Broberg. "Eso abrió la puerta a transformaciones que nadie podría haber previsto. Una internet cuántica tiene el mismo potencial".
Se trataba de una red cerrada de internet entre el punto A y el punto B, que transportaba una señal codificada no por bits clásicos, como la red actual, sino por partículas individuales de luz perfectamente seguras.
Estos estudios y el de ahora son preliminares, pero pasos para una futura red cuántica de comunicaciones, teóricamente más rápida y segura.