LOS CIENTÍFICOS DEMOSTRARON POR PRIMERA VEZ QUE LA TELETRANSPORTACIÓN ERA POSIBLE en 1993, cuando un equipo de IBM publicó un artículo sobre la teletransportación de un estado cuántico (en lugar de sólo un objeto) en la revista Physical Review Letters . Cinco años después, físicos del Instituto Tecnológico de California y de la Universidad de Gales en el Reino Unido pusieron la teoría en práctica, teletransportando un fotón (la partícula que transporta la luz) a través de un metro de cableado coaxial, que es un tipo de línea de transmisión que se utiliza habitualmente para conectar señales de satélite o Internet de banda ancha.

Al igual que los autos voladores y los viajes en el tiempo, esta capacidad de mover algo instantáneamente a través del espacio físico es profundamente atractiva, aunque parezca imposible. Pero los científicos están convencidos de que un avance en la tecnología de computación cuántica podría convertir la teletransportación en una realidad.

Hasta ahora, los experimentos de teletransportación más avanzados se han basado en fotones, pero en 2020 los científicos descubrieron que podría ser posible teletransportar electrones , que pueden mantener sus estados cuánticos durante períodos de tiempo más largos.

¿Será entonces el próximo transporte de materia más compleja? Si podemos trasladar partículas ligeras y electrones del punto A al punto B instantáneamente, ¿podríamos teletransportar átomos enteros, moléculas, células vivas y, en última instancia, algún valiente sujeto de prueba humano? Y, tal vez lo más importante, incluso si pudiéramos encontrar una manera de teletransportar a seres humanos enteros… ¿deberíamos hacerlo?

Después de todo, no hay garantía de que todas las partículas dentro de tu cuerpo, una vez reunidas en su destino, se sumen para formar un ser completamente intacto y fundamentalmente inalterado .

La computación cuántica se basa en la extraña ciencia del entrelazamiento cuántico, que no tiene nada que ver con nuestra experiencia cotidiana de la mecánica newtoniana, como las masas, las fuerzas y sus efectos relacionados. El entrelazamiento pertenece al ámbito de la mecánica cuántica, donde la materia y la energía a escala subatómica se comportan de maneras extrañas. El estado de las propiedades físicas entre partículas entrelazadas (como la posición, el momento, el giro o la polarización) se transfiere de una partícula a la otra, aparentemente por arte de magia y sin importar la distancia entre ellas.

Ese principio natural fantasmal tiene una aplicación muy interesante en el mundo real: la computación cuántica. Mientras que las computadoras actuales se basan en bits electrónicos que tienen uno de dos estados (1 o 0), la computación cuántica se basa en cúbits, o bits cuánticos, que existen en dos estados simultáneamente. Esto se denomina superposición coherente.

Un cúbit puede realizar dos cálculos a la vez, simplemente porque existe en ambos estados de superposición. Si se unen esos cúbits mediante entrelazamiento cuántico, aumentará exponencialmente la potencia de cálculo; las computadoras cuánticas actuales pueden manejar cargas masivas mucho más rápido. En un solo ejemplo, un estudio de 2019 de Google decía que un cálculo particular se realizaría con un circuito cuántico en alrededor de 200 segundos, pero que llevaría 10.000 años con la supercomputadora más rápida existente.

Esto hace que la computación cuántica sea la única línea de investigación práctica sobre entrelazamiento hasta el momento y, por extensión, una herramienta para avanzar en la ingeniería de la teletransportación.

Entre los muchos avances en materia de tecnología de teletransportación desde los años 90, los científicos de la Universidad de Innsbruck (Austria) y del Instituto Nacional de Normas y Tecnología de Estados Unidos teletransportaron partículas mediante entrelazamiento cuántico en 2002. Esta es la primera vez que se realizó una teletransportación sin ninguna conexión directa entre la partícula original y la final. En 2016, los físicos de la Universidad de Calgary (Canadá) teletransportaron una partícula a seis kilómetros (o poco menos de cuatro millas) a través de los cables de datos de fibra óptica de la ciudad. Un año después, científicos de China teletransportaron un fotón desde la Tierra a un satélite que orbitaba a más de 300 kilómetros de altura.

Tal vez el hito más importante se produjo en 2012, cuando investigadores de la Universidad de Viena (Austria) y de la Academia Austriaca de Ciencias teletransportaron fotones entre dos masas de tierra en las Islas Canarias (España) a través del aire libre. En lugar de transportar partículas a través de un cable u otro medio fijo desde el origen hasta el destino, este equipo omitió la tecnología de transporte. Su logro se acerca más a la forma en que imaginamos la teletransportación en la ciencia ficción.

Sin embargo, los científicos podrían basar la ciencia de la teletransportación en una fuerza misteriosa que mantiene sincronizados los estados físicos de partículas distantes y dispares. Esto permitiría que dos fotones formaran un único estado cuántico aunque estén muy separados, dice el cosmólogo y físico teórico Paul Davies, Ph.D., director del Centro Beyond para Conceptos Fundamentales en Ciencia de la Universidad Estatal de Arizona.

“Eso significa que los resultados de las mediciones realizadas independientemente en cada fotón están correlacionados de una manera que es imposible para pares clásicos de objetos, como guantes para diestros y zurdos”, explica.

Imaginemos tres partículas: A, B y C. Supongamos que B y C están entrelazadas y que la partícula A tiene una propiedad física (como movimiento o energía) que queremos teletransportar a la partícula C. Primero, entrelazamos A con B y luego medimos ambas. Enviamos la medición a C y descubrimos que la propiedad que habíamos establecido en la partícula A ahora se aplica a la partícula C. Esto ocurrió sin que A o C estuvieran en contacto ni se afectaran directamente entre sí. En otras palabras, A se ha teletransportado a C, lo que indica una transferencia de estados cuánticos entre partículas. Einstein llamó a estos efectos “acción fantasmal a distancia”.

En este momento, los científicos no han determinado cuál es el mecanismo ideal para transmitir un estado cuántico. Hasta ahora, los investigadores han utilizado tanto cables coaxiales como de fibra óptica, e incluso han experimentado sin utilizar ningún medio de transmisión, como en el experimento de las Islas Canarias de 2012. ¿Podría ser la mejor opción un pulso de luz, o quizás ondas de radio? ¿Podría funcionar la teletransportación sólo en el vacío del espacio?

Los investigadores creen que el secreto de la comunicación entre partículas entrelazadas podría residir en la función de onda que existe entre ellas. Estas partículas tienen fases, como las de las olas en el océano, con amplitud, longitud de onda y frecuencia.

Un efecto aún más extraño de la información cuántica entrelazada que los científicos deben solucionar es que, cuando el estado cuántico se aplica a una partícula entrelazada, el estado cuántico de la partícula original se destruye espontáneamente. Davies dice que “el efecto es que la función de onda se ‘colapsa’ de manera irreversible en un resultado específico” a partir de un conjunto de probabilidades. “Hay muchas respuestas [sobre cómo resolver este problema], pero no hay acuerdo”, agrega.

¿Eso podría significar que la copia original de lo que sea que acabas de transportar está destruida? Esa pregunta sigue sobre la mesa y hace que el asunto de teletransportar humanos esté innegablemente plagado de dilemas éticos.

En la actualidad, el santo grial de la teletransportación —el transporte de seres humanos completos de un lugar a otro— aún no es posible. Hay alrededor de 10^27 átomos en el cuerpo humano. Cada uno está formado por electrones, protones y neutrones. Cada una de estas unidades subatómicas consta de partes más pequeñas, como quarks o muones, y cada una tiene su propio estado cuántico. Imaginemos la colosal cantidad de estados cuánticos que tendríamos que calcular para enviar a todo nuestro ser físico al punto B y volver a ensamblarnos exactamente como existimos en el punto A.

Antes de que supiéramos de qué es capaz la mecánica cuántica, la mayoría de los escritores de ciencia ficción de la era atómica asumían que la materia misma se desintegraría, se transportaría a algún lugar y se volvería a ensamblar. Sin embargo, el entrelazamiento cuántico nos ha demostrado que no estamos transportando literalmente la materia en sí, sino que estamos transportando información sobre esa cosa que caracteriza a un estado cuántico, dice Davies.

Y, como han sostenido muchos científicos (incluido Davies), la información, no la materia, debería definir la vida. Los átomos que hay en nuestro interior son iguales a los de una roca o una pelota de goma: la única diferencia está en la cantidad y la disposición de las partículas, que determina cómo interactúan químicamente.

Si alguna vez superamos el obstáculo de la capacidad de procesamiento (algo que un avance en la tecnología de computación cuántica podría lograr), ¿podríamos teletransportarnos a nosotros mismos con tan solo hacer un escaneo cuántico de nuestro cuerpo y enviarlo como un archivo adjunto en un correo electrónico? El principio de incertidumbre nos prohíbe conocer simultáneamente la velocidad y la posición de una partícula, por lo que, por mucho cuidado que tengamos en escanear el estado cuántico de cada partícula de nuestro cuerpo, nunca alcanzaríamos una fidelidad del 100 por ciento.

¿Qué podrían significar estos errores de señal para la copia cuántica? Tal vez su yo teletransportado llegue sin un rasguño, solo para que la próxima vez que se siente a cenar descubra que le encanta el brócoli, aunque antes lo odiaba. O bien, la pérdida de fidelidad de su yo teletransportado podría ser más grave (hasta el punto de resultar catastrófica) durante la reconstrucción de su cuerpo.

Incluso si logramos abordar todos estos desafíos, debemos considerar una pregunta filosófica: ¿los átomos de tu cuerpo y todos sus estados cuánticos constituyen el ser que consideras ser, bueno , tú?

El físico experimental y teórico John Clauser, quien junto con sus colegas ganó el Premio Nobel de Física 2022 por su trabajo sobre el entrelazamiento cuántico, tiene una opinión sobre esta cuestión que podría hacernos reflexionar.

“Imagina que te dicen que si entras en esa caja, cada átomo de tu cuerpo se desarmará, lo que en la práctica dejará tu cuerpo totalmente destruido y, por lo tanto, te matará”, dice Clauser. “Además, también te dicen que después, un replicante tuyo comienza a caminar por ahí… tomando el control de tu vida tal como la conocías… ¿Entrarías en esa caja? ¡Yo, por supuesto, no lo haría!”.