¿Qué es el internet cuántico y cómo funciona?

Una red construida sobre la física cuántica

El internet que usas a diario transmite información como flujos de bits clásicos: unos y ceros que viajan a lo largo de cables de fibra óptica y ondas de radio. El internet cuántico haría algo fundamentalmente diferente: transmitiría información codificada en bits cuánticos (qubits), explotando las extrañas reglas de la mecánica cuántica para lograr niveles de seguridad y capacidad que son físicamente imposibles en las redes actuales.

A diferencia de las representaciones de ciencia ficción sobre la teletransportación, nada físico se mueve. En cambio, el internet cuántico transfiere estados cuánticos, la delicada información codificada en partículas como fotones o electrones, entre puntos distantes. Los principios que hacen esto posible son el entrelazamiento cuántico y la teletransportación cuántica.

La base: el entrelazamiento cuántico

El entrelazamiento cuántico es el fenómeno central del internet cuántico. Cuando dos partículas están entrelazadas, sus estados cuánticos se interconectan: medir una partícula determina instantáneamente el estado correlacionado de su pareja, sin importar cuán lejos estén. Albert Einstein famosamente llamó a esto "acción fantasmal a distancia", y ha sido confirmado por décadas de experimentos.

El entrelazamiento no permite la comunicación más rápida que la luz: la información clásica aún debe viajar por medios convencionales para interpretar los resultados. Pero crea un enlace compartido y detectable por espías entre dos partes. Debido a que los estados cuánticos colapsan irreversiblemente cuando se miden o interceptan, cualquier intrusión deja una huella detectable. Esta propiedad hace que las redes cuánticas sean inherentemente a prueba de manipulaciones.

Cómo funciona la teletransportación cuántica

La teletransportación cuántica es el mecanismo por el cual un estado cuántico se transfiere de un lugar a otro sin enviar físicamente la partícula que lo transporta. El proceso requiere tres cosas: un par de partículas entrelazadas compartidas entre el remitente y el receptor, el qubit original que se va a transferir y un canal de comunicación convencional (clásico) para enviar una pequeña porción de datos adicionales.

El remitente realiza una medición que entrelaza el qubit original con su mitad del par entrelazado, luego transmite el resultado clásico al receptor. El receptor usa este resultado para aplicar una corrección a su partícula entrelazada, reconstruyendo perfectamente el estado cuántico original. El qubit original se destruye en el proceso; no se duplica información cuántica, lo que se conoce como el teorema de no clonación.

El problema de la distancia: repetidores cuánticos

Las redes de fibra óptica ordinarias utilizan amplificadores electrónicos para aumentar las señales a largas distancias. Esto es imposible en una red cuántica: amplificar un qubit requeriría copiarlo, lo que la mecánica cuántica prohíbe. Los fotones que transportan estados cuánticos simplemente son absorbidos por la fibra después de aproximadamente 100 kilómetros.

La solución es el repetidor cuántico: un nodo especializado que extiende el entrelazamiento a largas distancias sin copiar nunca el qubit. Los repetidores funcionan dividiendo una ruta larga en segmentos más cortos, estableciendo el entrelazamiento en cada segmento de forma independiente y luego utilizando un proceso llamado intercambio de entrelazamiento para fusionar esos segmentos en un único enlace entrelazado de extremo a extremo. Según el equipo de tecnologías cuánticas de Amazon Web Services, la construcción de repetidores cuánticos confiables se considera ampliamente el desafío de ingeniería central que se interpone entre los experimentos actuales y un internet cuántico global en funcionamiento.

Hitos recientes

El progreso se ha acelerado en los últimos años. A finales de 2024, ingenieros de la Universidad Northwestern demostraron la teletransportación cuántica a través de un cable de fibra óptica de 30 kilómetros que transportaba simultáneamente tráfico de internet clásico de 400 gigabits por segundo, lo que demuestra que los datos cuánticos y convencionales pueden coexistir en la misma infraestructura.

A principios de 2025, investigadores del Instituto Fraunhofer de Tecnología Láser en Alemania y TNO en Delft activaron el primer nodo de internet cuántico operativo en Aquisgrán, estableciendo enlaces cuánticos regionales entre Aquisgrán, Jülich y Bonn. Por separado, equipos de las universidades de Paderborn y Stuttgart lograron la primera teletransportación cuántica entre dos puntos cuánticos diferentes, un paso crucial hacia la construcción de redes de repetidores escalables utilizando dispositivos semiconductores.

Lo que permitiría un internet cuántico

La aplicación más inmediata es la distribución cuántica de claves (QKD): generar claves de cifrado que son matemáticamente imposibles de interceptar sin detección, porque cualquier espionaje perturba los estados cuánticos y activa una alarma. Los gobiernos, los bancos y los operadores de infraestructura crítica son los primeros en adoptarla con mayor entusiasmo.

Más allá de la seguridad, un internet cuántico conectaría computadoras cuánticas distantes en un colectivo que supera con creces lo que cualquier máquina individual podría lograr. También permitiría la detección cuántica de ultraprecisión: las redes de relojes atómicos entrelazados o los sensores gravitacionales podrían detectar señales demasiado débiles para cualquier instrumento clásico.

¿Cuán lejos está?

Los investigadores describen el desarrollo del internet cuántico en etapas, desde simples enlaces QKD (ya disponibles comercialmente a distancias cortas) hasta una red global totalmente basada en el entrelazamiento. La Iniciativa de Internet Cuántico de la Unión Europea tiene como objetivo una red cuántica paneuropea operativa para finales de la década de 2030. Un internet cuántico verdaderamente global, con cadenas de repetidores cuánticos intercontinentales, probablemente se encuentre más lejos en el futuro, pero los avances fundamentales están ocurriendo ahora, un fotón entrelazado a la vez.