La teleportación de energía cuántica (QET, por sus siglas en inglés) emerge como una de las fronteras más fascinantes y prometedoras dentro de la física cuántica, revolucionando la manera en la que concebimos la transferencia de energía a nivel cuántico. Mientras que las primeras implementaciones de QET se habían limitado a sistemas de dos qubits, recientes avances tecnológicos y teóricos han permitido superar esta barrera, extendiendo el alcance al escenario más realista y complejo de sistemas multi-qubit. Este salto es fundamental para aproximar la teleportación de energía a las aplicaciones prácticas en redes de energía y comunicación cuánticas que involucran múltiples participantes o nodos. La teleportación de energía cuántica es un protocolo que aprovecha las propiedades no clásicas de los sistemas cuánticos para transferir energía entre partes de un sistema entrelazado sin que un portador físico de energía viaje entre ellas. Esto elimina limitaciones clásicas como la disipación energética en el transporte o el tiempo de propagación que normalmente interviene en la transferencia convencional.
La esencia de QET reside en explotar las correlaciones cuánticas, principalmente el entrelazamiento, para facilitar que un receptor remoto pueda extraer energía de su entorno local tras una operación clásica que depende de una medición realizada en otro nodo distante. Tradicionalmente, la teleportación es más conocida en el ámbito de la transferencia de estados cuánticos de partículas individuales. Sin embargo, la energía, que no es un estado cuántico per se, puede utilizarse y trasladarse de formas muy innovadoras gracias a estas técnicas. Hasta ahora, los experimentos se habían concentrado en estructuras de dos qubits, que si bien demuestran la factibilidad del protocolo, son insuficientes para representar sistemas más complejos y multifacéticos involucrados en redes reales. Ahí es donde cobra protagonismo el reciente desarrollo de la teleportación de energía cuántica en sistemas multi-qubit, utilizando un tipo especial de entrelazamiento denominado estado W.
El estado W representa un estado multipartito que redistribuye el entrelazamiento de forma más robusta y menos vulnerable a pérdidas que los tradicionales estados GHZ, haciéndolo ideal para sistemas compuestos por tres o más qubits. Su estructura permite que, incluso ante la perturbación o eliminación de un qubit, el estado global conserve entrelazamiento, lo cual es vital para la estabilidad y confiabilidad en sistemas prácticos. El equipo de investigadores liderado por Alif Elham Khan, Humayra Anjum y Mahdy Rahman Chowdhury logró diseñar y llevar a cabo la primera implementación experimental de un protocolo multi-qubit de teleportación de energía cuántica basado en estos estados W. Se realizaron experimentos con circuitos de tres, cuatro y cinco qubits utilizando simuladores sin ruido y hardware real basado en superconductores provisto por IBM. Este tipo de pruebas es revelador porque confronta la teoría con las imperfecciones y limitaciones del mundo real, enriqueciendo la comprensión y ofreciendo una prueba de concepto robusta.
En cada configuración, un único nodo actúa como remitente, inyectando una cantidad inicial de energía E0 en el sistema multifacético. Posteriormente, múltiples nodos receptores distribuidos remotamente consiguen cosechar y extraer energía de forma determinista y decreciente: mientras más receptores involucrados, menor la energía accesible para cada uno, pero aún así con una eficiencia óptima desde la perspectiva cuántica. Este experimento no solo confirma la posibilidad de redistribuir energía a partir de un solo punto en varios nodos simultáneamente, sino que también revela que esta transferencia se efectúa con latencias ligadas únicamente a la velocidad de transmisión clásica, es decir, la información necesaria para activar la operación remota. En otras palabras, la energía no necesita viajar directamente, sino que las interconexiones cuánticas preexistentes en el estado entrelazado operan como canal invisible que hace viable esta transferencia. Desde el punto de vista tecnológico y práctico, los resultados obtenidos marcan un antes y después.
Las redes cuánticas tradicionales tienen un enorme potencial para transformar las telecomunicaciones, la computación y la criptografía. Añadir una dimensión energética eficiente y teletransportable refuerza la autonomía y resiliencia de estos ecosistemas, especialmente cuando se requiere un manejo preciso de la energía en estaciones remotas, dispositivos IoT cuánticos o laboratorios avanzados. Otro aspecto relevante es el reto inherente que representa una implementación multi-qubit: controlar la coherencia y el estado de múltiples qubits simultáneamente no solo es difícil desde el punto de vista del hardware, sino que demanda algoritmos y protocolos específicos para mantener y aprovechar el entrelazamiento multipartito. Usar estados W potencia estas características debido a su resistencia a la decoherencia y ruido cuantístico, inherentes a cualquier sistema cuántico real. Si bien IBM y otros grandes actores del sector han desarrollado plataformas superconductoras de alta fidelidad, la medición y manipulación precisa en múltiples qubits sigue siendo un área activa de investigación.
Estos experimentos no solo resuelven preguntas fundamentales, sino que sirven como banco de pruebas para la futura escalabilidad de computadoras y redes cuánticas a gran escala. En términos teóricos, la teleportación de energía cuántica enlaza la física cuántica con conceptos clásicos, mostrando cómo la información y la energía pueden transferirse de maneras no convencionales. Se conecta con principios fundamentales como la conservación de la energía, la causalidad relativista y los límites impuestos por la física clásica, explorando las fronteras del posible y lo imposible. Desde una perspectiva más amplia, estas investigaciones abren la puerta a la construcción de nuevas arquitecturas de energía, donde la gestión de recursos energéticos puede optimizarse a través de propiedades cuánticas. Las redes inteligentes, la computación en la nube cuántica y los sistemas distribuidos podrían beneficiarse enormemente de la habilidad para transferir energía instantáneamente y de forma controlada, sin la necesidad tradicional de transporte físico o conexiones directas.
