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China quiere proporcionar comunicación cuántica desde el aire a través de drones

China quiere proporcionar comunicación cuántica desde el aire a través de drones
Comunicación cuántica N+1

Investigadores de China han creado un dron, diseñado para proporcionar un canal de comunicación cuántica en todo tipo de clima. Como parte del experimento, los autores mostraron la posibilidad de distribuir un estado cuántico entre dos estaciones terrestres desde un dron de 35 kilogramos, llegando a una altura de 100 metros, según recoge el autor original de este artículo Victor Roman en N+1 y comparte Paula Dumas para periodista digital

Un canal de comunicación cuántica es un método de transmisión de información protegida por criptografía cuántica. La tecnología implica el uso de entrelazamientos cuánticos al escribir datos o una clave para descifrarlos. En este caso, la intercepción de partículas enredadas siempre puede ser vista por el remitente y el destinatario.

Las principales dificultades en la implementación de un canal de comunicación cuántica en este momento son la pérdida de partículas y mantenerlas en un estado de entrelazamiento, ya que puede destruirse al interactuar con cualquier cuerpo. En particular, la transmisión de fotones entrelazados a través de los modernos cables de fibra óptica está limitada a cientos de kilómetros. Al mismo tiempo, se puede utilizar la propagación de partículas de luz en el aire.

Los científicos chinos junto con sus colegas europeos ya han demostrado la posibilidad de utilizar satélites para transmitir fotones entrelazados a distancias de hasta 1.200 kilómetros. Sin embargo, los pocos satélites que existen, no pueden considerarse una solución óptima, ya que un dispositivo de órbita baja es visible desde un área limitada de la superficie de la Tierra y solo por un corto tiempo durante el día. Además, el costo de crear una constelación de satélites y las dificultades técnicas correspondientes son muy altas.

Drones en vez de satélites
Alternativamente, otro grupo de investigadores de China propuso usar drones. Ellos usaron un octocopter experimental que pesa 35 kilogramos, se eleva a una altura de 100 metros, funciona de manera continua durante hasta 40 minutos y proporciona enlazamiento cuántico para todo tipo de clima entre estaciones terrestres. En el experimento, las estaciones estaban ubicadas a una distancia de hasta 200 metros, pero esta distancia estaba limitada por el tamaño del sitio de prueba.

El dron fue capaz de soportar con éxito el canal cuántico, que fue confirmado por el parámetro S de Clauser – Horn – Shimoni – Holt – una de las opciones para registrar la desigualdad de Bell. Los valores por encima de 2 corresponden al modo cuántico de correlaciones, y en este trabajo se obtuvieron 2.49 ± 0.09. Los resultados fueron confirmados tanto de día como de noche, incluido durante lluvia.

Los autores argumentan que el tamaño y el peso del equipo (receptores y transmisores de fotones individuales) se pueden reducir, lo que permitirá que se instale en pequeños drones que pueden desplegar un canal de comunicación cuántica local a pedido. Además, muchos drones pueden trabajar en concierto, transfiriéndose fotones entre sí, aumentando el área de cobertura.

Teóricamente, se pueden utilizar vehículos de gran altitud que se eleven por encima de los 10 kilómetros, desde donde puede cubrir un área del tamaño de cientos de kilómetros. Sin embargo, esta perspectiva requiere investigación adicional, ya que las capas inferiores de la atmósfera son más susceptibles a la turbulencia, y los rotores crean perturbaciones adicionales que aumentan la posibilidad de pérdida o destrucción de fotones en su estado cuántico.

Solo relativamente recientemente, los científicos lograron asegurar que la tasa de transferencia de los estados entrelazados excediera la tasa de su destrucción. También antes, otros físicos chinos demostraron la naturaleza cuántica de la luz de calor usando el ejemplo de los fotones del Sol.

Video: Gracias a una red neuronal los drones podrán aterrizar con suavidad

Autor

Paula Dumas

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