La posibilidad de enviar mensajes perfectamente seguros de un lugar del planeta a otro tiene un atractivo obvio e inmediato para los Gobie os, el Ejército y varias organizaciones comerciales como por ejemplo los bancos. Esto ya es posible en distancias cortas gracias a la magia de la criptografía cuántica que, al menos en teoría, garantiza la seguridad de los mensajes.
Sin embargo, por el momento la criptografía cuántica solo funciona en distancias de 100 kilómetros o menos. Esa es la distancia máxima a la que es posible enviar los fotones que transportan los mensajes cuánticos a través de una fibra óptica o a través de la atmósfera.
El año pasado, asistimos a una batalla entre físicos europeos y chinos por reclamar el récord de distancia de esta tecnología. Finalmente fueron los europeos quienes se alzaron con el triunfo mediante la creación de un canal cuántico de más de 143 kilómetros a través de la atmósfera.
Esa distancia es una buena fracción del camino hasta el espacio. Y resulta de gran importancia puesto que supone una piedra angular para el envío de mensajes cuánticos a satélites en órbita desde los que dirigir los mensajes a casi cualquier otro lugar del planeta.
Los chinos se acaban de atribuir otra pequeña victoria en esta carrera espacial cuántica. Jian-Wei Pan, desde la Universidad de Ciencia y Tecnología de China en Shanghai, junto a algunos otros compañeros, señala haber hecho rebotar fotones individuales de un satélite en órbita y haberlos detectado después en la Tierra. Eso resulta significativo puesto que simula el envío de fotones individuales desde un satélite en órbita hasta la superficie, y supone alcanzar otro hito de prueba de principio dentro de la cuántica.
El experimento es simple en esencia. Han usado dos telescopios en una formación binocular que apuntaban a un satélite en órbita a una altitud de 400 kilómetros. Este satélite se cubre con reflectores capaces de rebotar un rayo láser desde la Tierra de nuevo hasta su ubicación original.
Utilizaron uno de los telescopios para enviar pulsos de luz hacia el satélite y el otro, con un diámetro de 60 cm, para buscar la reflexión.
Por supuesto, la atmósfera de la Tierra absorbe un porcentaje muy alto de los fotones transmitidos desde el suelo. Por tanto, Jian-Wei produjo cada pulso con una cantidad suficiente de fotones para que, como media, solo uno de ellos llegara al satélite y se reflejara de vuelta a la Tierra. La idea era simular el satélite y el envío de fotones individuales a la superficie.
Cada pulso comenzó su viaje desde la Tierra con cerca de mil millones de fotones y, de media, solo uno de ellos comenzó el viaje de regreso.
Obviamente, muchos de los fotones de regreso también serían absorbidos por la atmósfera de la Tierra. Por lo tanto el pulso se repitió varios millones de veces por segundo.
Como resultado, señalan Jian-Wei y compañía, fueron capaces de detectar los fotones de regreso a una tasa de alrededor de 600 por segundo. "Estos resultados son suficientes para, técnicamente, establecer un vínculo QKD incondicionalmente seguro entre el satélite y la tierra", añaden.
Eso supone un gran e importante paso. "Nuestros resultados representan un paso crucial hacia la implementación final del QKD de alta velocidad entre el satélite y las estaciones terrestres, que también servirá como banco de pruebas para las comunicaciones cuánticas seguras intercontinentales", afirma el equipo chino.
Sin embargo, este experimento plantea una especie de rompecabezas. El equipo chino asegura que utilizaron un satélite alemán llamado CHAMP para su experimento. Fue lanzado en el año 2000 y su misión era crear un mapa preciso de la gravedad de la Tierra haciendo rebotar rayos láser.
Lo curioso del anuncio chino es que el CHAMP salió de órbita en 2010. Así que existe curiosidad por saber en qué momento se llevó a cabo el trabajo. Está claro que el equipo ha estado guardando estos resultados durante algún tiempo.
¿Por qué publicarlos ahora? La respuesta podría hallarse en un detalle pequeño pero significativo revelado en el párrafo final del artículo. En él, Jian-Wei y sus colegas anuncian que tienen previsto lanzar el primer experimento de ciencia cuántica en el espacio. El dispositivo espacial se conoce como Satélite Chino de Ciencia Cuántica y está programado para su lanzamiento en 2016.
Una rápida búsqueda en Google muestra que la agencia oficial de noticias china, Xinhau, reveló en marzo que sus científicos estaban planeando un experimento espacial de información cuántica y tecnología. No obstante, el anuncio no incluyó el nombre del satélite y parece haber recibido poca o ninguna cobertura en el oeste.
"Esperamos establecer una red de comunicación cuántica desde Beijing a Viena", según Jian-Wei, un plan que probablemente requerirá una cooperación significativa con sus archicompetidores en Europa.
El año pasado, los propios científicos europeos propusieron el envío de un experimento de comunicación cuántica a la Estación Espacial Inte acional, una idea que podría vencer a los chinos en su propio campo y sería relativamente barata y rápida. Sin embargo no está claro si este plan ha ganado fuerza.
Lo que está bastante claro es que la carrera espacial cuántica se está poniendo rápidamente al rojo vivo. Pero la vergonzosa realidad para la ciencia estadounidense es que el país aún no es uno de los participantes en la carrera espacial cuántica (al menos públicamente). Quizá las cosas deberían ser distintas en ese sentido.
Ref: arxiv.org/abs/1306.0672 : Experimental Single-Photon Transmission from Satellite to Earth