Las redes cuánticas, como tecnología clave para realizar un internet cuántico global, están liderando una nueva ola en comunicaciones seguras y conexiones de computadoras cuánticas. Un equipo de investigación de el Instituto Tecnológico Stevens, la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y la Universidad de Harvard ha publicado una nueva investigación en la revista PRX Quantum, revelando que las redes cuánticas son más versátiles de lo que se pensaba previamente.
Esta investigación, titulada "Detección de espacio-tiempo curvado utilizando relojes de procesadores atómicos distribuidos", demuestra por primera vez el potencial de las redes cuánticas para detectar el impacto del espacio-tiempo curvado en la teoría cuántica. Durante mucho tiempo, la física cuántica ha performado excelentemente en varias pruebas, pero cuando se combina con la teoría de la gravedad de Einstein —la relatividad general—, su rendimiento se vuelve menos claro. Einstein creía que la gravedad es el resultado de cambios en el espacio-tiempo, es decir, curvatura del espacio-tiempo, una teoría confirmada por mediciones de alta precisión y popularizada en obras de ciencia ficción. Sin embargo, cómo los cambios en el flujo del tiempo afectan la mecánica cuántica, y si la teoría cuántica y la relatividad general necesitan modificaciones en su intersección, sigue siendo un misterio por resolver.
El equipo de investigación demostró que la superposición de relojes atómicos en redes cuánticas puede captar flujos de tiempo diferentes, proporcionando nuevas vías para explorar la intersección de la teoría cuántica y el espacio-tiempo curvado. "La interacción entre la teoría cuántica y la gravedad es uno de los problemas más desafiantes en la física", dijo el profesor Igor Pikovski del Instituto Tecnológico Stevens. "Las redes cuánticas nos ayudarán a probar esta interacción por primera vez en experimentos reales". Posteriormente, el equipo colaboró con el laboratorio de Covey para desarrollar protocolos específicos, distribuyendo efectos cuánticos de estados W enredados a nodos de red y registrando interferencias entre sistemas enredados, sentando las bases para probar la teoría cuántica en espacio-tiempo curvado.
La investigación de Pikovski, Covey y Borregaard no solo resalta el valor de las redes cuánticas como herramientas prácticas para el futuro internet cuántico, sino que también revela oportunidades únicas en la investigación de física fundamental. Al menos ahora, es posible probar el comportamiento de la mecánica cuántica en espacio-tiempo curvado, abriendo posibilidades para resolver misterios profundos en la física.
