Aplicando la teoría.

Repetimos Cirac en otra conferencia, esta vez en la Facultad de Ciencias y más orientada hacia el público especializado.
El tema en esta ocasión: aplicaciones de la teoría cuántica de la información. Concretamente el teletransporte y las simulaciones.

Sí, has leído bien. El teletransporte. Aunque no tal y como se nos ha pintado tantas veces en el cine o la literatura. En el proceso de teletransporte cuántico no se transporta materia, sino el estado de las partículas de unas a otras. Para ello se valen de peculiaridades cuánticas como los estados entrelazados o las correlaciones. A veces ocurre que dos partículas están de algún modo vinculadas, de forma que ambas están en un mismo estado de superposición de otros estados (una combinación de dos estados con diferentes pesos, como se mencionó ayer). Si medimos una de ellas modificaremos necesariamente el estado, provocando que éste se colapse y adopte uno de los dos estados de cuya combinación resultaba la superposición, según una probabilidad dada por sus diferentes pesos (esto es, en esencia, uno de los postulados de la mecánica cuántica). Para entendernos, Cirac dice que un estado de superposición es una situación análoga a que la partícula existiera en dos universos y en cada uno de ellos estuviera en un estado distinto. En el momento en que medimos, nos decantamos aleatoriamente por uno de ellos, haciendo desaparecer los demás. Pues la gracia está en que ciertas partículas que comparten el estado de superposición, si medimos una modificando su estado –decantándonos por uno de sus universos- inmediatamente el estado de la otra varía del mismo modo aunque haya distancia de por medio.
El proceso es muchísimo más complicado de lo que podría escribiros aquí. Y si pudiera no lo entendería. Creo que la mayoría tampoco lo haría, así que no hay gran cosa que lamentar. Al parecer se valen de dos partículas en un estado entrelazado. Una de ellas habría de estar en poder del emisor y la otra en posesión del receptor. De alguna manera el emisor combinaría los estados de la partícula del par y la partícula cuyo estado se quiere enviar y realizaría una medida. El receptor tendrá otra partícula junto a la del par entrelazado y automáticamente el estado de su sistema cambiará con la medida del emisor. No recibirá el estado del emisor tal cual, por eso es necesario una vía de comunicación clásica (canal de bits clásicos, o un teléfono para entendernos) por la que el emisor pueda informar al receptor de su estado y así éste sepa qué operación ha de hacer con su partícula para obtener el estado deseado.
Alguno se estará preguntando por la necesidad del teletransporte siendo necesario un medio de comunicación clásico entre emisor y receptor. La razón es que mediante canales clásicos no se pueden enviar estados cuánticos.
Otra consideración a tener en cuenta es que el teletransporte no viola el principio de causalidad. Esto es, que no va en contra de nuestra concepción temporal ni da lugar a paradojas a las que las divulgaciones de Relatividad nos tienen acostumbrados.
Al parecer, se han realizado experimentos con éxito en partículas. Se ha logrado transferir el estado de fotones a partículas. Y el último avance ya ha sido con materia propiamente dicho, en el que consiguieron teletransportar el estado de un ión a una distancia de micras. Éste sonará más, ya que salió en los medios hace unos años.

La segunda y última parte de la conferencia la dedicó a hablar de simulaciones. En realidad, todos los ensayos de simulación que se han llevado a cabo hasta el momento con procedimientos cuánticos se podrían haber desarrollado con procedimientos clásicos. De hecho los había con anterioridad. De todas maneras un ordenador cuántico constituiría una herramienta muchísimo más potente y podríamos realizar simulaciones que nos permitieran avanzar en multitud de campos, como el de los materiales. En especial si hablamos de los procesos responsables de la superconductividad a alta temperatura. De momento sólo se consiguen aislar adecuadamente ocho iones controlados por láseres. Pensemos que para lograrlo hay que estar un año entero en un laboratorio para calibrar los láseres, y que para lograr construir un ordenador cuántico se necesitan del orden de millones de iones aislados de esa manera. La puerta está abierta.