Ads-728

Ads-728

Psicología

Astrofísica

Genética

Neurociencia

» » » Comprimir la luz para teletransportar energía cuántica

Referencia: NewScientist.com .
por Katia Moskvitch, 23 de enero 2014

Comprimir la luz puede ser la clave para teletransportar energía a través de grandes distancias. Aunque la cantidad de energía que en teoría podría ser transmitida es pequeña, por ahora, podría ser suficiente para alimentar los ordenadores cuánticos y que no se recalienten.

Durante años, los físicos han estado destrozando récords de distancia de teleportación cuántica, explotando el entrelazamiento cuántico para enviar información encriptada. Las partículas entrelazadas se mantienen unidas sin importar lo lejos que estén, y un cambio en una partícula siempre afecta a su pareja de forma particular. En los experimentos, por ejemplo, un par de partículas entrelazadas se separa y cada parte se envía a una ubicación diferente. Cuando alguien mide la partícula en el punto A, se decide su estado cuántico y tal evento provoca el cambio inmediato correspondiente en la partícula del punto B.

No importa la física por la que se transmite, y nada viaja más rápido que la luz; pero la persona en el punto B puede recrear el fotón en el punto A utilizando únicamente la información acerca de los cambios observados, de manera efectiva se teleportó el fotón.

Los físicos han hecho esto con la luz y con la materia, igual que con iones entrelazados. No obstante, Masahiro Hotta de la Universidad de Tohoku en Sendai, Japón, se preguntó si sería posible teletransportar también la energía cuántica.

Pasta cuántica

La teoría dice que el vacío no está realmente vacío, sino constantemente agitado con pequeñas fluctuaciones que causan que las partículas aparezcan dentro y fuera de la existencia. Estas partículas surgen en pares entrelazados y, sobre todo, pueden aparecer a grandes distancias de separación.

El campo cuántico del vacío espacial suele estar en su nivel más bajo de energía. Pero si alguien mide el campo, el sistema cuántico en esa región, vamos a llamarlo región A, se ve alterado y excitado, ganando energía. Hotta sugiere que usando la información obtenida a partir de esa medida se pueda crear una corriente eléctrica que se ajuste al cambio cuántico. Dado que las partículas se distribuyen en el vacío y están entrelazadas entre sí, poder envíar una corriente a otra parte del vacío, una región B, permitirá a la corriente extraer energía del campo cuántico en esa región. En otras palabras, las partículas de la región A teletransportaran parte de su energía a la región B, sin necesidad de una línea de transmisión física.

"Una medida realizada en el punto A proporciona la información necesaria para desbloquear la energía oculta en el punto B", dice Seth Lloyd, físico del Instituto de Tecnología de Massachusetts, que no participó en la investigación. Sin embargo, la teoría original de Hotta sugiere que el teletransporte de la energía funcionaría sólo en unas pocas decenas de nanómetros.


Trabajo sutil

Para conseguir un mayor alcance, Hotta y sus colegas han dado ahora una vuelta de tuerca a su teoría que añade la compresión de la luz comprimida en el vacío. En la mecánica cuántica, existe un límite para conocer con precisión los múltiples valores de un sistema físico. Los físicos pueden explotar este efecto a propósito aumentando la incertidumbre de un valor, lo que les permite determinar mejor el objetivo de una distinta propiedad.

"Igual que en un tubo de pasta de dientes, si al apretarlo hacemos el tubo más pequeño en una parte, se va haciendo más grande en la otra dirección", comenta William Unruh de la University of British Columbia en Vancouver, Canadá, que no participó en el estudio.

Normalmente, los fotones que viajan a través del vacío llegan al azar. Reduciendo la incertidumbre de amplitud de la luz, la cual es proporcional al número de fotones que viajan juntos, se fuerza aún más a sus fotones a que viajen en pares. Cuando la luz queda comprimida de esta manera, se envía a través del espacio entre dos regiones seleccionadas, mejorando el entrelazamiento entre ambas regiones, así que la energía podrá ser extraída a través de grandes distancias, explica Hotta.

Refrigerador de computadoras

El entrelazamiento es también fundamental para los ordenadores cuánticos, que prometen velocidades de procesamiento más rápidas mediante la sustitución de los 1 y 0 binarios que se utilizan para almacenar la información en los ordenadores estándar, con qubits que pueden simultáneamente tanto 1 como 0. Pero hasta los qubits necesitan una fuente de energía para funcionar, y justo ahora viene la corriente eléctrica que atraviesa un chip cuántico, emitiendo calor residual a medida que viaja, y pudiendo destruir el frágil estado de entrelazamiento. Al sustituir el cableado eléctrico con energía cuántica teletransportada, los qubits podrían mantener su entrelazamiento con seguridad, señala Hotta.

La cantidad de energía teletransportada todavía sería muy pequeña, aproximadamente de varios cientos de microelectronvoltios, por lo que a pesar de que debería trabajar a grandes distancias, lo más probable es que la técnica de teletransportación de Hotta sólo sea útil, por el momento, en los chips cuánticos que envían energía a lo largo de unos pocos cientos de micrómetros.

En principio, el teletransporte cuántico de energía podría algún día utilizarse en máquinas mucho más grandes, dice Lloyd: "Aunque parece poco probable que la teleportación cuántica de la energía pudiese abastecer a una nave espacial, o incluso a una lámpara de escritorio, eso realmente nunca se sabe."


- Publicación: arxiv.org/abs/1305.3955v2 .
- Imágenes esquema de teleportación cuántica, Ilustración de un burbujeante vacío y de teleportación cuántica.
.

,

«
Next
Entrada más reciente
»
Previous
Entrada antigua
Editor del blog Pedro Donaire

Filosofía

Educación

Deporte

Tecnología

Materiales