El internet cuántico es una red de comunicación que utiliza qubits, aprovechando las propiedades de la superposición y el entrelazamiento cuántico. Suena a chino pero ya se prueba en algunas ciudades y es ultraveloz.
En Boston, Ámsterdam y Hefei, se han realizado tres experimentos independientes que demuestran la transmisión de información entre computadoras cuánticas situadas a kilómetros de distancia.
En el futuro, cuando la computación cuántica sea predominante, los ordenadores cuánticos necesitarán estar conectados en una vasta red, similar a la actual internet. Esta red será conocida como internet cuántico. Aunque inicialmente fue una idea teórica y se ha probado en entornos controlados, el internet cuántico está ahora siendo objeto de experimentos en condiciones más prácticas.
En mayo se publicaron en Nature los resultados de tres experimentos destacados sobre el envío, preservación y decodificación de qubits a través de redes de decenas de kilómetros en ciudades reales.
Aunque la red cuántica aún está en desarrollo y tomará años para ser comercialmente viable, los avances recientes representan un gran paso adelante.
Para entender el internet cuántico, primero es necesario repasar algunos conceptos básicos de internet y computación cuántica. En la internet convencional, para que dos computadoras intercambien información, se necesita una conexión, un nodo que almacene temporalmente los datos, un enrutador y un receptor que los decodifique. Estos componentes son esenciales para la red actual.
En contraste, la computación cuántica utiliza qubits en lugar de bits como unidad mínima de información. Los bits pueden tener uno de dos valores (1 o 0), mientras que los qubits pueden representar ambos valores simultáneamente gracias a las propiedades cuánticas de las partículas. Esto permite a las computadoras cuánticas realizar múltiples operaciones a la vez, incrementando exponencialmente su velocidad y capacidad de cálculo comparadas con las computadoras tradicionales.
Actualmente, los fotones, las partículas de la luz, parecen ser la mejor opción para transferir información cuántica. Para transferir qubits, se necesita una red similar a la convencional, con unidades de memoria que almacenen temporalmente la información representada por fotones. Los científicos debaten cuál será la mejor memoria para qubits, pero hay consenso en que deben ser esencialmente computadoras microscópicas cristalinas.
Los beneficios previstos del internet cuántico incluyen mayor velocidad de procesamiento, solución de problemas complejos, mayor capacidad de almacenamiento, seguridad criptográfica avanzada y optimización de datos a gran escala para la inteligencia artificial.
En condiciones controladas, ya es posible enviar información entre computadoras cuánticas. Sin embargo, para que esta tecnología sea útil más allá del ámbito científico, los investigadores están probando el entrelazamiento cuántico en entornos urbanos. Equipos de Estados Unidos, China y Países Bajos han construido infraestructuras que conectan computadoras cuánticas, utilizando diferentes unidades de memoria y la fibra óptica existente.
Estados Unidos: Científicos de la Universidad de Harvard utilizaron átomos de silicio en cristales de diamante como memoria. Esto, junto con la infraestructura de fibra óptica de Boston, permitió que la información cuántica recorriera un bucle de 35 kilómetros.
China: Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología usaron cristales con átomos de rubidio. Con estas unidades de memoria y un servidor central, lograron que la información viajara 12.5 kilómetros.
Países Bajos: Utilizando memorias de átomos de nitrógeno en diamante, conectaron computadoras a 10 kilómetros de distancia a través de una red de 25 kilómetros.
Aunque los avances son lentos, el progreso es constante. Pan Jian-Wei, líder del proyecto chino, estima que su equipo podrá crear entrelazamientos de 1,000 kilómetros con la ayuda de 10 nodos para el final de esta década.
