Teleportacion y Superposicion

FISICA

ABRAHAM DAVID BLANCO AVILA

FECHA: ABR-01-2019

Teletransportacion Cuantica

La Fisica Cuantica es una de las ramas de la Fisica que estudia el comportamiento de las partículas subatómicas es decir: atomos, fotones, quarks, entre otros.

Existe un proceso en donde la teletransportacion es posible, para muchas personas la palabra ¨teletransportacion¨ puede significar ciencia ficción y algo totalmente imposible. A este proceso se le llama Teleportacion Cuantica en lo que consiste en transmitir el estado de una particula a otro lugar mediante un canal clásico.

Para mejor comprender este proceso es importante saber:

• Entrelazamiento cuantico: Tambien conocido como (paradoja EPR) ya que fue introducida por Einstein, Podolsky y Rosen en el año 1935. Esta paradoja consiste en la posibilidad de que dos objetos que se encuentran físicamente separados, inclusive por millones de kilómetros entre sí, se puedan comunicar. Es decir, que dos objetos pueden compartir la misma información y alterar su estado, aunque tan solo uno de los dos objetos sea el afectado.

• Cubit: Es un sistema cuántico con dos estados propios y que puede ser manipulado arbitrariamente. Sólo puede ser descrito correctamente mediante la mecánica cuántica, y solamente tiene dos estados bien distinguibles mediante medidas físicas.

• Mecanica Cuantica: Parte de la física que estudia el movimiento de las partículas.

• Foton: Partícula mínima de energía luminosa o de otra energía electromagnética que se produce, se transmite y se absorbe.

En la teletransportación cuántica, las propiedades del entrelazamiento cuántico se utilizan para enviar un estado de giro (cubit) entre observadores sin mover físicamente la partícula involucrada. Las partículas en sí mismas no son realmente teletransportadas, pero el estado de una partícula se destruye en un lado y se extrae en el otro lado, por lo que se comunica la información que codifica el estado. El proceso no es instantáneo, ya que la información debe comunicarse clásicamente entre los observadores como parte del proceso. La utilidad de la teletransportación cuántica radica en su capacidad para enviar información cuántica a distancias arbitrariamente alejadas sin exponer los estados cuánticos a la decoherencia térmica del medio ambiente u otros efectos adversos.

Aunque en principio la teletransportación cuántica se puede usar para teletransportar objetos macroscópicos (en el sentido de que dos objetos en exactamente el mismo estado cuántico son idénticos), el número de estados entrelazados necesarios para lograr esto está muy lejos de cualquier cosa físicamente alcanzable, ya que mantener un número masivo de estados enredados sin decoherencia es un problema difícil. La teletransportación cuántica es, sin embargo, vital para el funcionamiento de las computadoras cuánticas, en la cual la manipulación de la información cuántica es de suma importancia. La teletransportación cuántica puede eventualmente ayudar en el desarrollo de una "Internet cuántica" que funcionaría al transportar información entre las computadoras cuánticas locales utilizando la teletransportación cuántica.

La teletransportación cuántica implica decodificar el objeto, y eso a su vez significa destruirlo o alterarlo. Es importante, porque evita el concepto de copia. En otras palabras, la teletransportación cuántica destruye la naturaleza del objeto inicial y la replica en otro lugar cuantas veces queramos. No es posible realizar copias infinitas.

La ciencia aún no he encontrado la manera de teletransportar objetos complejos ni mucho menos seres vivos. Para ello, si es que llega a ser posible algún día, aún faltan décadas de investigación. Lo que la teletransportación cuántica mueve de un lado a otro son estados cuánticos de partículas como electrones o fotones. Para ello se vale de una propiedad llamada entrelazamiento cuántico.

Las partículas cuánticas pueden estar en diferentes estados de existencia. Lo que el entrelazamiento cuántico implica es que el estado de una es diferente al de la otra y ambos son inseparables. Si algo afecta a uno de los estados, el otro cambiará en consecuencia.

Si se aplicara esto con seres humanos, tendríamos que la persona se destruye en un lado y se reconstruye a partir de material genético en el otro. Es imposible saber si sería la misma persona, es por eso que la teletransportacion es algo en lo que estamos muy lejos de lograr ya que requiere de muchos estudios complejos.

La teletransportación cuántica proporciona un mecanismo para mover un qubit de una ubicación a otra, sin tener que transportar físicamente la partícula subyacente a la que está normalmente conectado ese cubit. Al igual que la invención del telégrafo permitió que los bits clásicos se transportaran a alta velocidad a través de los continentes, la teletransportación cuántica tiene la promesa de que algún día, los qubits podrían moverse de la misma manera. A partir de 2015, los estados cuánticos de fotones individuales, modos de fotones, átomos individuales, conjuntos atómicos, centros de defectos en sólidos, electrones individuales y circuitos superconductores se han empleado como portadores de información.

Comprender la teletransportación cuántica requiere una buena base en álgebra lineal finita-dimensional, espacios de Hilbert y matrices de proyección. Un qubit se describe utilizando un espacio vectorial de valor numérico complejo bidimensional (un espacio de Hilbert), que es la base principal de las manipulaciones formales que se dan a continuación. No es absolutamente necesario un conocimiento práctico de la mecánica cuántica para comprender las matemáticas de la teleportación cuántica, aunque sin ese conocimiento, el significado más profundo de las ecuaciones puede seguir siendo bastante misterioso.

Bibliografia:

• Matt DeCross and Satyabratra Dash. Quantum Teleportation. Brilliant.org

• Wikipedia. Junio 2012. Quantum Teleportation. en.wikipedia.org.

• Carlos Zahumenszky. 16 de Marzo 2017. Cómo funciona la teletransportación cuántica, explicado de manera sencilla. es.gizmodo.com.

Superposicion Cuantica

La característica de un sistema cuántico por el cual existe en varios estados cuánticos separados al mismo tiempo. Por ejemplo, los electrones poseen una característica cuántica llamada espín, un tipo de momento angular intrínseco.

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