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Físicos cuánticos duplicaron el límite de velocidad de información del universo.

Velocidad del universo

Físicos cuánticos duplicaron el límite de velocidad de información del universo.

Velocidad del universo

Universo

Existe un límite en la velocidad con la que la información se puede mover a través del universo, así como existe un límite en la velocidad con la que todo lo demás puede moverse a través del universo. Es una regla pero un equipo de físicos cuánticos, como lo hacen a menudo los físicos cuánticos, ha descubierto cómo doblarlo.

En circunstancias normales, el límite máximo de transferencia de información, el ancho de banda del universo, es de un bit por partícula fundamental, y no se mueve más rápido que la velocidad de la luz. Eso está en el “universo clásico”, la forma en que se comportan las cosas antes de que la física cuántica se involucre.

Aquí es de donde viene ese límite: si quiere enviar un mensaje compuesto por los bits “1” o “0” a su amigo a un año luz de distancia y todo lo que tiene es un solo fotón, puede codificar ese único número binario en el fotón y enviarlo zumbando hacia su amigo a la velocidad de la luz. Ese amigo recibirá el mensaje un año después. Si su amigo quiere usar ese fotón para enviarle un mensaje binario, tendrá que esperar otro año. Si desea enviar más información en ese momento, necesitará más fotones.

Pero en un nuevo artículo publicado el 8 de febrero en la revista Physical Review Letters, un par de físicos cuánticos mostraron que teóricamente es posible duplicar ese ancho de banda.

La técnica descrita en el documento, titulada “Comunicación bidireccional con una partícula única cuántica”, no le permite enviar a su amigo dos bits con una partícula. Pero les permite a usted y a su amigo enviarse un mensaje de información con la misma partícula al mismo tiempo.

Si dos personas quieren sacar ese truco, escribieron los investigadores, tienen que poner la partícula en una “superposición de diferentes ubicaciones espaciales”.

“Eso generalmente se describe como estar en dos lugares al mismo tiempo”, dijo el coautor del estudio Flavio Del Santo, de la Universidad de Viena, a Live Science.

La realidad es un poco más complicada, pero imaginar la partícula en dos lugares a la vez es un atajo útil para entender lo que está sucediendo aquí.

De esa manera, Alice y Bob (eso es lo que Del Santo y su coautor Borivoje Dakić, del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica en Austria, llamaron sus comunicadores cuánticos) tienen cada uno la misma partícula al comienzo de la comunicación. Y cada uno de los comunicadores, dijo Del Santo, puede codificar un solo bit de información, un 1 o un cero, en la partícula.

Su comunicación todavía está limitada por la velocidad de la luz. Cuando Alice codifica un “1” en la partícula, Bob no lo ve de inmediato. Ella todavía tiene que devolverle la partícula. Pero esta situación es especial, porque Alice y Bob pueden codificar cada una de las informaciones en la partícula y enviarlas una al lado de la otra al mismo tiempo.

El mensaje que cada uno de ellos ve cuando llega la partícula será el resultado de su propia información y de su interlocutor agregado. Si Alice codifica un cero y Bob un 1, cada uno verá un 1. Pero como Alice sabe que puso un cero, sabrá que Bob puso un 1. Y porque Bob sabe que puso un 1, él ‘ Sabré que Alice puso un cero. Si ambos ponen en 1, o ambos ponen en ceros, el resultado será cero.

En cada situación, ambos receptores sabrán qué bit envió el otro, y habrán reducido en la mitad del tiempo que normalmente les lleva a dos personas enviarse bits uno con una sola partícula.

Ancho de banda duplicado

Esto funciona en el mundo real
El documento, publicado en la revista Physical Review Letters, era puramente teórico, pero Del Santo y Dakić se asociaron con un equipo de experimentales en la Universidad de Viena para demostrar que el método puede funcionar en el mundo real.

Esta parte de sus resultados aún no se ha revisado ni publicado en un diario, pero está disponible en el servidor de preimpresión arXiv.

Los investigadores utilizaron divisores de haz para separar los fotones en superposición espacial, lo que significa que, en cierto sentido, estaban en dos lugares a la vez. Al hacerlo, escribieron los científicos, lograron exactamente lo que el primer documento describió: codificando bits en fotones divididos, mezclándolos nuevamente e interpretando los resultados.

Los investigadores también demostraron que, con una ligera modificación, esta técnica podría usarse para realizar una comunicación perfectamente segura. Si uno de los comunicadores, Alicia, ingresa una secuencia aleatoria de bits y Bob codifica el mensaje verdadero y coherente, ningún fisgón podrá descifrar qué le dijo Bob a Alicia sin saber lo que Alicia había codificado, dijo Del Santo.

Fuente: Haz click aquí.

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