La NASA se dispone a lanzar carga espacial de demostración tecnológica que podría tener mayores implicaciones para la computación cuántica. Esta demostración tecnológica, cuyo lanzamiento está previsto para agosto, pondrá a prueba dos tecnologías de comunicación que pueden allanar el camino para que los ordenadores cuánticos se comuniquen entre sí independientemente de su ubicación.
Con el nombre de "Space Entanglement and Annealing Quantum Experiment" (Experimento Cuántico de Enredos y Recalentamiento en el Espacio, o SEAQUE), se llevará a cabo en el modulo Nanoracks Bishop Airlock a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS).
Los ordenadores cuánticos aprovechan los fenómenos de la mecánica cuántica para resolver problemas que incluso los superordenadores más potentes tienen dificultades para resolver. En lugar de funcionar con los tradicionales bits 1 y 0, los ordenadores cuánticos trabajan con "qubits" (también conocidos como "Quantum Bits” o bits cuánticos), que en pocas palabras, es la versión cuántica de los bits clásicos que puede contener la misma información que dos bits normales.
Comparados con los actuales superordenadores, para ciertas tareas estos ordenadores no convencionales los superan y son extremadamente ventajosos. Esto puede conducir a una nueva comprensión de la Tierra y del Universo mediante el uso de sensores cuánticos, que miden las variaciones de la micro gravedad utilizando los principios de la física cuántica.
Paul Kwiat, investigador principal del proyecto en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, dijo, "SEAQUE demostrará una fuente de entrelazamiento nueva y nunca antes volada, basada en la óptica integrada. Dicha fuente es intrínsecamente mucho más pequeña, más robusta y más eficiente a la hora de producir pares de fotones que las fuentes de entrelazamiento ópticas a granel utilizadas en anteriores experimentos espaciales".
Sin embargo, para que estos ordenadores y sensores cuánticos se comuniquen, necesitan una red de comunicaciones específica, que incluya nodos espaciales que puedan recibir y transmitir datos cuánticos hacia y desde la Tierra a través de los Relés de Comunicaciones Láser de la NASA (LCRD por sus siglas en inglés). El LCRD es otra demostración tecnológica de la NASA cuyo objetivo es enviar datos hacia y desde estaciones terrestres y, eventualmente, misiones de usuarios en el espacio a través de enlaces láser, algo similar a lo que hacen actualmente los satélites Starlink de SpaceX con sus satélites v1.5.
SEAQUE demostrará la viabilidad de las tecnologías que permitirán a los nodos en órbita conectarse con transmisores y receptores cuánticos a grandes distancias. Además de que probará una técnica para ayudar a estos nodos a "auto curarse" de los daños causados por la radiación.
"La demostración de estas dos tecnologías sienta las bases para futuras redes cuánticas globales que puedan conectar ordenadores cuánticos situados a cientos o incluso miles de kilómetros de distancia", afirma Makan Mohageg, investigador de bitcoin de SEAQUE en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena (California).
Para recibir los fotones cuánticos, los nodos de comunicación cuántica están equipados con detectores muy sensibles que son propensos a los daños causados por las partículas de alta energía en el espacio (es decir, la radiación). Los daños causados por la radiación provocan defectos que, con el tiempo, pueden causar "recuentos oscuros" en la salida del detector, lo que significa que los datos de los sensores se corrompen o se interpretan erróneamente. Esto obliga a reemplazar estos sensores con regularidad, lo que impide la viabilidad de una red global de comunicaciones cuánticas de bajo mantenimiento.
Kwiat menciona que, "En las pruebas realizadas en tierra, descubrimos que esta técnica hace que los defectos de la red "desaparezcan" -un proceso conocido como recocido-, reduciendo así el ruido de los detectores y prolongando potencialmente la vida de los nodos cuánticos en el espacio, facilitando una red global robusta".
Financiado por la División de Ciencias Biológicas y Físicas de la NASA, SEAQUE se alojará en la esclusa Bishop, recientemente lanzada e instalada, que es propiedad de Nanoracks y está gestionada por ésta. La empresa también proporcionará servicios de operación de la misión y coordinará los servicios de lanzamiento.