En nuestro día a día, la energía solo puede trasladarse si algo se mueve: una corriente eléctrica, un rayo de luz o una onda de sonido. Pero en el extraño mundo de la física cuántica, esa lógica deja de aplicar. Un reciente avance científico ha demostrado que es posible transferir energía entre dos átomos sin mover ni una sola partícula, sin emitir calor ni luz. Solo se transmite información. Y, sorprendentemente, el receptor obtiene energía.

Este fenómeno se conoce como teleportación cuántica de energía (QET, por sus siglas en inglés), y podría tener aplicaciones revolucionarias, desde la computación cuántica hasta la manipulación del espacio-tiempo.

El hallazgo: energía sin transporte físico

El trabajo, liderado por Boris Ragula y Eduardo Martín-Martínez desde Canadá, revisa y amplía la comprensión actual de este fenómeno. En su artículo (disponible en prepublicación), los autores explican cómo el protocolo QET permite que la energía aparezca en un lugar sin haber sido transportada físicamente desde otro punto.

¿Cómo es posible? Imagina que dos átomos están entrelazados cuánticamente. Uno de ellos (llamado Alice) realiza una medición que modifica el estado global del sistema. Luego, le envía a Bob (el otro átomo) el resultado por un canal clásico —como un mensaje convencional—. Bob, con esa información, puede realizar una operación local sobre su átomo y extraer energía. Todo esto ocurre antes de que la energía pudiera haber viajado físicamente entre ambos.

No es teleportación cuántica "convencional"

Aunque comparten nombre, la teleportación cuántica de energía no es lo mismo que la teleportación de estados cuánticos, que transfiere información sobre una partícula a otra distante. En el caso de QET, lo que aparece en el destino no es un estado, sino energía útil, sin que haya viajado ninguna partícula ni campo.

Ambos procesos requieren entrelazamiento cuántico y comunicación clásica, pero tienen fines distintos: uno transmite información, el otro activa energía remota sin transmisión física directa.

Pruebas experimentales: del laboratorio a la computación cuántica

El protocolo QET ya ha sido probado con éxito en dos contextos distintos:

1. Resonancia magnética nuclear: Utilizando una molécula de ácido transcrotónico, varios átomos de carbono actuaron como cúbits. Se logró preparar el sistema entrelazado, realizar la medición, enviar la información y extraer energía del lado de Bob, todo cronometrado con precisión mediante pulsos magnéticos.

2. Ordenadores cuánticos de IBM: Aunque sin un sistema físico real, se simuló el protocolo en cúbits virtuales, confirmando que la lógica de QET puede programarse y verificarse digitalmente.

Romper la pasividad: energía donde no debería haber

Uno de los conceptos más interesantes de QET es la ruptura de la llamada pasividad local fuerte: en muchos sistemas cuánticos, no se puede extraer energía de una parte si solo se actúa localmente. Pero QET demuestra que, con la ayuda de la información clásica, sí es posible hacerlo. Esto redefine los límites de la termodinámica cuántica.

Aplicaciones: desde enfriar cúbits hasta manipular el vacío

Las implicaciones son enormes:

• Refrigeración cuántica: QET podría usarse para enfriar partes específicas de un sistema cuántico sin contacto térmico, lo que supera a técnicas actuales como HBAC o PPA.

• Energía negativa y vacío cuántico: El protocolo puede generar regiones de densidad de energía negativa, un concepto que, aunque imposible en física clásica, es factible en teoría cuántica. Esto podría tener implicaciones en la ingeniería del vacío, la gravitación cuántica o incluso el estudio de agujeros de gusano.

¿Cuánta energía se puede transferir?

El estudio también analiza los límites del protocolo. Aunque la cantidad de energía transferida está sujeta a restricciones impuestas por la física cuántica, QET alcanza los máximos posibles dentro de esos márgenes, lo que lo convierte en un método óptimo para manipular sistemas cuánticos extremos.