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La corrección de los flujos de datos cuánticos podría conducir a una red global segura


  • En una nueva investigación, un dispositivo ayuda a corregir la pérdida de datos a nivel cuántico.
  • El sistema de retransmisión recoge los fotones perdidos y los empuja de vuelta a la corriente.
  • A medida que los datos se mueven más rápido, el proceso amplifica la pequeña cantidad de fotones perdidos.

    Una de las preguntas más importantes de nuestros tiempos modernos es cuál es la mejor manera de transmitir grandes cantidades de datos en espacios cada vez más grandes. Ahora, los teóricos cuánticos sugieren que la «teletransportación», algo con lo que antes se soñaba Star Trek y Willy Wonka, podría ser el secreto cuántico para desbloquear una transmisión de datos verdaderamente sin pérdidas.

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    En una nueva investigación, científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y grupos de trabajo cuánticos de la Universidad Griffith en Brisbane, Australia, sugieren que la transferencia de datos cuánticos podría sorprendernos. su investigacionque experimenta con la captura y recuperación de fotones parásitos durante la transferencia de datos, aparece en Naturaleza Comunicación.

    Estableceremos la escena imaginando diferentes escenarios de datos. Piense en el telégrafo simple, donde un cable transporta una señal que se transmite un zap o espacio silencioso a la vez. Estos zaps se mueven de un lado a otro a medida que se intercambian electrones a nivel molecular. En su nivel más simple, eso es lo que es la electricidad.

    Ahora imagine una red informática en la que los archivos se transmiten hacia y desde un servidor o entre diferentes estaciones de trabajo. Pasar a través de estos archivos parece ser muy rápido, pero en realidad, las diferentes piezas se pasan una por una. Los algoritmos que lo manejan incluso tienen «detección de colisión» para garantizar que se pierdan menos datos cuando las partes chocan en los cables.

    Ambos escenarios implican la transmisión de datos. Parecen muy diferentes en complejidad, pero ambos también representan un paradigma simple: flujo continuo. En estas situaciones, los datos fluyen en un sentido u otro como el agua de una jarra. A veces se alterna, pero el flujo siempre es continuo a través de las tuberías.

    Aquí está el otro aspecto del flujo continuo o lineal de información: hay pérdida. Incluso en las redes informáticas, los paquetes de datos hacer a veces chocan o caen, y se pierden. Y en una red de fibra óptica local masiva, por ejemplo, la luz rebota dentro de la fibra, con alguna pérdida inevitable debido a la naturaleza de la luz misma. «El ruido inducido por pérdidas de, por ejemplo, la dispersión y la difracción, es inevitable en la transferencia de información a larga distancia», los investigadores escriben.

    Incluso con la transferencia de datos de vanguardia, como en los enormes troncales de fibra óptica que conectan ciudades o países enteros, las partículas de luz que rebotan son las que impulsan toda la tecnología. Estas tecnologías liberan fotones, por lo que encontrar formas de reducir las pérdidas es una gran industria en sí misma. Cuantos más datos enviamos, más pequeñas pérdidas se suman a las cantidades reales de datos perdidos.

    Para estudiar la pérdida, los científicos primero establecieron un experimento en el que un fotón sin importancia rebotaba en una posición en la que se perdería intencionalmente en el ruido de interferencia. Para controlar la pérdida, primero aplicaron un dispositivo llamado amplificador lineal silencioso. Cuando está en funcionamiento, este dispositivo parece «atrapar» el fotón perdido, devolverlo al estado cuántico y acercarlo a la parte sana de los datos.

    «Un canal de comunicación cuántica de larga distancia en funcionamiento necesita un mecanismo para reducir esta pérdida de información, que es exactamente lo que hicimos en nuestro experimento», dijo el investigador Sergei Slussarenko. dijo en un comunicado de prensa. «Nuestro trabajo implementa el llamado relé cuántico, un ingrediente clave en esta red de comunicación de larga distancia».

    A continuación, los investigadores quieren probar este método para la criptografía cuántica de larga distancia. Después de eso, pueden comenzar a soñar con una red cuántica global verdaderamente segura.

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