Un susurro a través de un tubo caliente ✛ ✎

Original: "Quantum teleportation over thermal microwave network"
arXiv:2508.14691 · 2025-08-20 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 2 min
La teletransportación cuántica se logró por primera vez a través de un canal calentado a 4 kelvin.

En un criostato de dilución enfriado a 170 milikelvin nace un estado coherente del campo de microondas. Es luz láser con incertidumbre mínima: su amplitud y fase están definidas con la máxima precisión que permite la mecánica cuántica. La tarea es transferir este estado a otro criostato situado a seis metros y medio, sin enviar ni un solo fotón. Así funciona la teletransportación cuántica: la transferencia de un estado cuántico sin transferir la partícula.

El canal de comunicación es un cable superconductor de niobio-titanio. Por debajo de 10 K pierde solo 1 dB por kilómetro, es decir, la señal casi no se atenúa. Pero la gran sorpresa del experimento es que en el centro del cable se instaló un calentador. Cuando se enciende, la temperatura sube a 4 K. Para los estándares cuánticos, eso ya es un verdadero horno: las fluctuaciones térmicas pueden romper el frágil entrelazamiento. Y aun así, la teletransportación sigue funcionando.

El cable de niobio-titanio tiene una temperatura crítica de unos 10 K, por lo que a 4 K sigue siendo superconductor y casi no introduce pérdidas, aunque el entorno ya sea «caliente» según los estándares cuánticos.

El secreto es que las pérdidas en el canal son tan pequeñas que el ruido térmico no llega a destruir la correlación cuántica. El entrelazamiento, medido por la negatividad, sigue siendo positivo incluso a 4 K. La fidelidad de la teletransportación cae del 72,6% al 59,9%, pero sigue superando el límite clásico de 1/2. Esto significa que ninguna estrategia clásica podría lograr tal resultado: la naturaleza cuántica del proceso se mantiene.

Antes se pensaba que, para la computación cuántica distribuida, cada canal de comunicación debía enfriarse a milikelvin. Ahora resulta que ciertos tramos de la red pueden estar más calientes si las pérdidas son suficientemente bajas. Esto alivia parte de los estrictos requisitos de la infraestructura criogénica y hace más realistas las arquitecturas superconductoras distribuidas. En lugar de construir un refrigerador gigante para un millón de cúbits, se pueden conectar muchos criostatos pequeños mediante puentes superconductores calientes.

El experimento recuerda a un susurro a través de un tubo caliente: la voz se distorsiona un poco, pero las palabras siguen siendo reconocibles. La información cuántica atraviesa el ruido térmico apoyándose en el entrelazamiento como un hilo invisible. Y ese hilo, como han demostrado los físicos, resiste mucho más de lo esperado.

El cable de niobio-titanio tiene una temperatura crítica de unos 10 K, por lo que a 4 K sigue siendo superconductor y casi no introduce pérdidas, aunque el entorno ya sea «caliente» según los estándares cuánticos.

La idea de teletransportar estados a través de un canal poco fiable recuerda a «Star Trek», donde la información se transmite a través del espacio, pero aquí, en lugar de desmontar materia, se transfiere información cuántica mediante el entrelazamiento.

F(\alpha, \kappa, \zeta) = \frac{2}{\zeta+\kappa+1} \exp\left(-\frac{2(\sqrt{\kappa}-1)^2}{\zeta+\kappa+1} |\alpha|^2\right)
F es la fidelidad, α es la amplitud del estado de entrada, κ es la ganancia efectiva, ζ es el ruido añadido efectivo.
Científicos
Ludwig BoltzmannRudolf ClausiusWolfgang PauliMax PlanckAlbert EinsteinDaniel Gottesman
Conceptos
medición criogénica de microondas teleportación cuántica señal de microondas transporte de calor cuántico milikelvin criostato enfriamiento comunicación segura superconductor de alta temperatura temperatura del helio líquido qubit superconductor gestión térmica de películas delgadas disipación de calor escalado estado térmico cable superconductor qubit transmon transmón fidelidad propagación de errores