Un avance revolucionario en la tecnología de internet cuántico ha sido logrado por un equipo de investigación internacional liderado por QuTech, marcando un cambio crucial de experimentos de laboratorio a aplicaciones del mundo real. El 1 de noviembre de 2024, el equipo anunció una conexión cuántica exitosa entre procesadores ubicados a 25 kilómetros de distancia en las ciudades holandesas de Delft y La Haya.
Este logro, detallado en la revista Science Advances, involucró el desarrollo de nodos de trabajo completamente independientes integrados con la infraestructura existente de internet de fibra óptica. Ronald Hanson, el líder del grupo, declaró: "La distancia a la que creamos entrelazamiento cuántico en este proyecto, sobre 25 km de fibra subterránea desplegada, es un récord para procesadores cuánticos. Esta es la primera vez que tales procesadores cuánticos en diferentes ciudades están conectados entre sí."
Las implicaciones de un internet cuántico funcional son vastas. Permite la transmisión de información cuántica (qubits), que pueden existir en superposiciones de 0 y 1 simultáneamente, y pueden estar entrelazados, lo que permite correlaciones instantáneas independientemente de la distancia. Tales capacidades prometen avances revolucionarios en comunicación y computación, incluyendo claves de cifrado seguras para intercambios seguros de datos financieros y médicos, así como el potencial de conectar computadoras cuánticas remotas para mejorar la potencia de procesamiento mientras se garantiza la privacidad del usuario.
La transición de entornos de laboratorio a la comunicación cuántica urbana presentó numerosos desafíos. El equipo ideó un sistema flexible que permite a los nodos operar de manera independiente a largas distancias, mitigando los impactos de la pérdida de fotones en la velocidad de conexión y asegurando una confirmación confiable cada vez que se establecían conexiones entrelazadas con éxito. El coautor Arian Stolk explicó: "La conexión tenía que permanecer estable dentro de la longitud de onda de los fotones (menos de un micrómetro) a lo largo de 25 kilómetros de fibra. Esta tarea puede compararse con mantener una distancia constante entre la Tierra y la Luna con una precisión de solo unos pocos milímetros."
Utilizando un protocolo eficiente en fotones, los investigadores lograron una estabilización precisa de la conexión de fibra óptica. Demostraron con éxito el entrelazamiento entre dos nodos de la red cuántica que contenían qubits de espín de diamante, estableciendo un estado entrelazado predeterminado entre los nodos.
La amplia experiencia del equipo y la colaboración con diversas organizaciones, incluidas Fraunhofer ILT, OPNT, Element Six, Toptica y el proveedor de telecomunicaciones holandés KPN, contribuyeron al éxito del proyecto. La arquitectura y los métodos desarrollados son aplicables a otras plataformas de qubits, allanando el camino para qubits escalables de próxima generación.