Haga la prueba de abordar a cualquier compañero, familiar o amigo y pregúntele qué súper poder tendría si pudiera elegir entre todos los sueños que ha arrojado el cine y la televisión al imaginario colectivo. La mayoría le respondería sin dudar que su elección sería la capacidad de teletransportarse a cualquier parte del planeta. O, para ser más técnicos y despojar al término del aura de ciencia-ficción, teleportarse de un punto a otro. El sueño del viajero low cost. El bálsamo de las relaciones a distancia. Una tecnología imposible, propia del universo Star Trek, que hoy, sin embargo, parece un poco más real gracias a una investigación científica en la que ha participado un español, el doctor Adam Vallés, especialista en Fotónica y Óptica cuántica en el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Castelldefels.
Vallés ha contribuido a la elaboración de un paper publicado por la revista Nature titulado Transporte cuántico de información espacial de alta dimensión con un detector no lineal. El poco apetecible título –salvo que se sea un erudito en la materia– sugiere que los investigadores han conseguido teleportar información compleja mediante tecnología cuántica apoyándose en fotones. En vez de los sistemas cuánticos tradicionales de dos dimensiones, como los de la computación cuántica, similares a los unos y ceros del código binario, los científicos han enlazado la información a los fotones, que pueden englobar hasta 15 dimensiones y son mucho más rápidos.
Todo esto tiene traducción. El experimento del equipo de Vallés sigue una línea de aplicación práctica muy clara: su investigación busca transmitir información –como una huella dactilar o un reconocimiento facial– a alta velocidad de forma eficiente y mucho más segura. Incluso las bases de su descubrimiento podrían ser útiles en una hipotética guerra tecnológica donde existan comunicaciones sensibles.
Una de las investigadoras del proyecto en el que ha participado Adam Vallès.
Sin embargo, el teletransporte tal y como lo imaginamos en las películas, aquel que implica llevar materia de un lugar a otro, o desplazar a un ser humano entre habitaciones o países o planetas, no es tan sencillo. De hecho, es físicamente imposible con nuestros conocimientos actuales. Primero, porque hacerlo a la velocidad de la luz implica violar los principios de la teoría de la relatividad. "Nada puede ir más rápido que la luz y tampoco igualar su velocidad si tiene masa", asegura el doctor Adam Vallés en conversación con EL ESPAÑOL.
"Para teleportar a una persona tendrías que cogerla atómicamente, deshacerla en un fino hilo de átomos, entrelazar esos átomos con fotones, que sí podrías enviarlos a la velocidad de la luz, y luego esos fotones cargados de información compleja podrían intercambiarla y acoplarla a otros átomos. Después, si tuvieras una impresora de átomos, podrías reconstruirlo. Eso sí es ciencia-ficción, porque no tenemos impresoras de átomos para hacer personas. Además, luego está el problema de la conciencia. ¿Cómo se estructura el cerebro? ¿Cómo se codifica la conciencia? Empezar por teleportar una manzana sería más sencillo, pero no veo aún cómo podríamos reconstruirla tras desintegrarla".
El sueño del científico
Las preguntas se agolpan durante la conversación, y Vallés no para de mover las manos y juntar los dedos, simulando un entrelazamiento cuántico, mientras explica el funcionamiento de la mecánica subatómica que ha hecho posible su experimento. Él, confiesa, es ingenierio de telecomunicaciones 'a pesar de todo', porque en Bachillerato quiso estudiar INEF pero se lesionó la espalda jugando al fútbol. Al final decidió trabajar en un oficio que no le condicionase. Encontró en la pizarra y las ecuaciones el camino a seguir. Una vez en la carrera, su director de tesis y colaborador en este último proyecto, Juan P. Torres, lo lanzó a los brazos de la óptica cuántica y se doctoró en Fotónica.
"A mí de pequeño siempre me tenían que callar por preguntar tanto, pero en el fondo era un chico normal al que le gustaba jugar al fútbol en vez de ir a clase", ríe Vallés. "En las clases de ciencia del cole siempre me preguntaba por qué los relámpagos iban de arriba a abajo si me decían que las cargas negativas estaban en la tierra. Pero lo que quizás hizo que me enamorara de la ciencia fue un profesor de física que nos hizo un experimento con patrones de difracción. Es decir, tienes un láser, haces una raja en un papel y vas acercando el puntero hasta que la rejilla es tan pequeñita que se produce la difracción. Lo probé una noche, entrecerrando los ojos frente a una farola. ¡Es en esos momentos cuando te das cuenta de cómo funcionan las cosas!".
Aquel joven preguntón con sueños de convertirse en deportista hoy forma parte del prestigioso equipo del Instituto de Ciencias Fotónicas, uno de los centros de investigación y formación de ciencias y tecnologías ópticas más punteros de Europa. Allí se investigan nuevos protocolos de encriptación para mejorar la ciberseguridad mediante tecnología cuántica, técnicas de detección remota y fotónica industrial y el desarrollo de telecomunicaciones ópticas. Hasta se trabaja en programas de seguridad militar.
"Pero de eso no puedo hablar", incide Vallés. "No puedo ir más allá. Lo que sí puedo decir es que estamos trabajando en crear redes de fibra óptica que enlacen edificios gubernamentales, bancos y otros lugares sensibles para asegurarse de que no haya hackeos", añade el doctor.
Pero quédense atrás los secretos militares y vuelvan los sueños trekkies y el quid de la investigación de Vallés. Él y su equipo han conseguido intercambiar información entre dos partes sin transportarlas físicamente, sino mediante los principios de la mecánica cuántica, la ciencia de lo infinitamente pequeño. Lo han hecho a través del conocido como 'entrelazamiento cuántico', un fenómeno que permite que dos partículas estén conectadas entre sí independiente de la distancia. Lo que le pasa a una, implica una reacción directa en el estado que define a las dos, por lo que la otra se ve afectada.
"Tradicionalmente, dos entidades se comunican entre sí enviando físicamente información de una a otra, incluso en el ámbito cuántico", comentó, durante la presentación de estudio, el profesor Andrew Forbes, uno de los investigadores principales. "Ahora es posible teleportar información para que nunca viaje físicamente a través de la conexión: una tecnología de 'Star Trek' hecha realidad".
Adam Vallès en su laboratorio.
La novedad en este caso es que para realizar el entrelazamiento cuántico el equipo del que forma parte Vallés se ha ayudado de fotones, aquellas partículas portadoras de todas las formas de radiación electromagnética, como los rayos X o los gamma. En su experimento, operan como 'conductores' de la información o intermediarios. Y utilizan los fotones porque son capaces de transmitir muchísimos más datos que los sistemas cuánticos tradicionales de dos dimensiones, como los de la computación cuántica, pues tienen hasta 15 dimensiones.
"Hemos conseguido teleportar imágenes complejas, como la de un iris. En vez de enviar información de píxel a píxel, logramos mandar todo en un paquete de información de golpe", explica Vallés. Al transmitir información mediante fotones, a la velocidad de la luz y con los datos codificados en un alfabeto de 15 dimensiones solapadas entre sí (en el método clásico, hay unos y ceros), la transmisión de información es más segura que mediante otros canales, porque es mucho más difícil de espiar o hackear. "Cuando alguien quiere escuchar o espiar porque sólo podrá escuchar una dimensión, lo que lo hace más seguro. Cuando hay tantos canales solapados, es difícil saber cuál se debe escuchar".
De ahí que este teletransporte o teleportación de información sea extremadamente útil para un sistema como el bancario. "Lo que hemos hecho de forma novedosa es que esta teleportación de información se pueda aplicar directamente a la banca".
Digamos que uno de los fotones lo tiene el banco y el otro se lo envía al cliente. Como existe un entrelazamiento cuántico entre ambas partes, la información de un lado se traslada automáticamente al otro. Una vez se pone, por ejemplo, la huella dactilar, la información del fotón A se transmite de forma prácticamente automática –a la velocidad de la luz– al fotón B. Esto puede ayudar a enviar información, como por ejemplo la de reconocimiento fácil, de forma eficaz y segura.
El equipo que ha participado en la investigación.
La pregunta es: ¿no son realmente seguros los sistemas criptográficos actuales que impiden que esa información sea sensible a hackeos? Adam Vallés asegura que sí, pero advierte de que las amenazas tecnológicas del futuro hacen imprevisible descifrar cómo será la seguridad digital en unos años, cuando existan, supongamos, hackers cuánticos.
"Hoy es seguro porque no tenemos ordenadores cuánticos que pueden resolveros lo que tenemos ahora. Confiamos en que los ordenadores clásicos sean seguros durante unos años, pero ¿qué pasará cuando llegue el ordenador cuántico? Este tipo de ordenadores pueden trabajar con algoritmos más complejos, reducen órdenes de magnitud el tiempo que necesitas para descifrar las factorizaciones. Hoy en día los bancos son reaciones a invertir en criptografía cuántica, ya que la tecnología actual es segura. Pero es un 'por ahora'".
