Dos partículas cuánticas pueden tener estados fuertemente correlacionados, debido a que se generaron al mismo tiempo o a que interactuaron, por ejemplo, durante un choque. Cuando esto ocurre se dice que sus estados están entrelazados, lo que provoca que la medición sobre una de ellas determina inmediatamente el estado de la otra, sin importar la distancia que las separe. Este fenómeno se explica aplicando las leyes de conservación del momento y de la energía.
En 2007, el equipo de Anton Zeilinger de la Universidad de Viena, Austria, creó parejas entrelazadas de fotones en la cima de una montaña en La Palma, una de las islas Canarias, y transmitió cada una de las parejas a través de los 144 kilómetros de aire hacia Tenerife, estableciendo el canal más largo de comunicaciones cuánticas hasta la fecha.
Aún tenemos que desentrañar todas las condiciones que favorecen la transmisión de estos frágiles fotones entrelazados a través del aire; pero Andrew Semenov del Instituto de Física de Kiev, Ucrania, y Werner Vogel de la Universidad de Rostock, Alemania, creen haber encontrado una clave importante.
Se analizaron los datos del equipo de Zeilinger, que incluía información sobre las condiciones atmosféricas y la fuerza de los enlaces cuánticos. La fuerza de enlace se establece comparando el número de fotones entrelazados de su respectivo receptor con el número de fotones no-entrelazados, por ejemplo, a la luz de fondo que también llega al detector. Semenov y Vogel hallaron que siempre que la señal era particularmente fuerte, las condiciones atmosféricas imperantes fueron turbulentas. Esto contrasta con los estándares de comunicación óptica por satélite, que pueden verse afectados por la turbulencia atmosférica.
El flujo de aire turbulento conlleva unas fluctuaciones aleatorias de temperatura atmosférica, lo que hace que el ambiente sea más o menos fácil para los fotones que lo atraviesan, explica Semenov. A veces las fluctuaciones producen una atmósfera "más transparente", a través de la cual los fotones entrelazados pueden viajar sin ser dispersados.
"El ambiente turbulento no siempre resulta el mejor canal", dice Vogel, ya que las fluctuaciones aleatorias tienen las mismas probabilidades de hacer que el ambiente sea más opaco para los fotones. Pero debido a que los receptores rechazan datos automáticamente si la señal es demasiado débil y establecen la conexión usando sólo una señal fuerte, digamos que "las fluctuaciones pueden mejorar la situación". "El aumento de la turbulencia desde valor cero puede ser útil," añadió.
Alessandro Fedrizzi, exmiembro del equipo de Zeilinger y ahora en la Universidad de Queensland, en Santa Lucía, Australia, comenta que es un "resultado sorprendente y alentador para un posible establecimiento de redes de comunicación cuántica por satélite.