Científicos MIRO-UdeC son parte de trabajo que avanza en comunicación cuántica

Tres autores integran el centro de excelencia y el cuarto es un investigador doctoral chileno en España, quienes hallaron un método para hacer más eficiente el traspaso de información a través de simulaciones computacionales numéricas. Una propuesta que ahora espera su comprobación experimental

Todas aquellas tecnologías ligadas al ámbito de las telecomunicaciones se han transformado en un elemento central en la vida cotidiana del mundo actual, del desenvolvimiento en y para la sociedad contemporánea.

Aunque si de materia tecnológica e informática se trata también existen vulnerabilidades que ponen en riesgo a la seguridad informática y la protección de datos a distintos niveles, desde aquellos personales a lo público, lo que muchas veces es información sensible, crítica y confidencial.

Y es en ese escenario que las tecnologías y comunicaciones cuánticas son una oportunidad esencial para que las actividades de telecomunicación e informática sean mucho más seguras; o bien, que resguarden mejor toda aquella información que se busca transmitir. En efecto, a nivel internacional se está avanzando en buscar, investigar y desarrollar nuevas metodologías y tecnologías.

Una búsqueda que inspiró y orientó un trabajo de resultados de alto impacto y recientemente publicados del que participaron investigadores del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO, por las siglas en inglés de Millennium Institute for Research in Optics) que se lidera desde la Universidad de Concepción (UdeC) a través del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas.

La investigación

El equipo científico lo conformaron los estudiantes de postgrado en el Departamento de Física UdeC Daniel Concha y Leonardo Zambrano, además del doctor Aldo Delgado, director del MIRO y académico del estamento. Además, participó el chileno Luciano Pereira, quien actualmente es estudiante de doctorado en el Instituto de Física Fundamental de Madrid en España.

Los cuatro investigadores publicaron el artículo titulado “Entrenamiento de un dispositivo de medida cuántico para discriminar estados cuánticos desconocidos no-ortogonales“, el que es de libre acceso en la prestigiosa revista de alcance global Scientific Reports, que pertenece a la editorial Nature.

En su nueva publicación, el grupo propuso un método para mejorar el rendimiento de futuros protocolos diseñados para el uso de comunicación cuántica. Dicho en otras palabras, lo que encontraron fue una manera de hacer más eficiente el traspaso de información codificada en luz.

El problema a resolver por los físicos apuntó a la decodificación de la información transmitida a través de estados cuánticos desconocidos. Se trata de un ejercicio comunicativo cuyo éxito depende de si el emisor conoce a las características del canal de transmisión. Y eso es algo que no ocurre en la mayoría de los casos.

Ante esa problemática, los cuatro investigadores propusieron entrenar un dispositivo de medida para conseguir el menor error posible en el proceso.

Sobre esta materia, el doctor Aldo Delgado explicó que muchas veces la eficiencia de este traspaso de información se ve afectada por el canal de comunicación por el que es transmitida, el que podría ser una fibra óptica, por ejemplo.

En este sentido, sostuvo que “algunos canales introducen errores en la información transmitida. Nosotros propusimos un método que permite encontrar la mejor forma de recuperar la información a pesar de los errores introducidos por el canal”.

El próximo reto

Existen métodos que permiten recuperar información que ha sido afectada por un canal, pero la propuesta de los científicos del MIRO tiene una ventaja y es que apunta tanto a la mayor eficiencia como también la practicidad. Esto, porque no considera una caracterización de la vía de transmisión.

Es justamente ello lo que otorgaría un ahorro de tiempo y energía en el ejercicio de las comunicaciones cuánticas, por lo que el desafío próximo es que se compruebe experimentalmente en un nuevo proyecto de investigación, ya que el trabajo reciente con sus resultados se basan en simulaciones computacionales numéricas.

Así que queda camino por recorrer, sobre lo que Daniel Concha, autor principal del paper, manifestó que “sería muy interesante ver qué pasa al realizar esto en el laboratorio, ver si el método que planteamos resulta correcto o si hay algunas preconcepciones erróneas que haya que mejorar”.