14/10/2025
Dato de ciencia 🧐🔭
💡 Un fotón, 37 dimensiones.
⚛️ El futuro de la información cuántica ha comenzado.
En un experimento sin precedentes, físicos lograron manipular un único fotón para que existiera simultáneamente en 37 dimensiones cuánticas.
Este avance, realizado por un equipo internacional liderado por la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU), representa un hito en la física de la información cuántica y en la manipulación de sistemas fotónicos de alta dimensionalidad.
🔬✨ ¿Qué significa realmente “37 dimensiones”?
Estas dimensiones no se refieren a coordenadas espaciales adicionales, sino a grados de libertad cuánticos del fotón —formas en las que puede portar y codificar información.
Un fotón puede tener múltiples propiedades cuánticas, como:
- Polarización (orientación de la oscilación de la luz).
- Momento angular orbital (la torsión o espiral del frente de onda).
- Fase y frecuencia (variaciones de energía y tiempo).
- Camino o trayectoria óptica.
Cada uno de estos grados de libertad puede entrelazarse y manipularse para crear un espacio de información multidimensional.
En este caso, los investigadores consiguieron 37 estados cuánticos correlacionados dentro de un solo fotón —una cantidad extraordinariamente alta, comparada con los 2 o 3 estados típicos de los sistemas cuánticos actuales.
📎 La base teórica: la paradoja GHZ y la no localidad extrema.
El experimento se apoya en la paradoja de Greenberger–Horne–Zeilinger (GHZ), una generalización del entrelazamiento cuántico propuesta en 1989.
Esta paradoja muestra cómo varias partículas pueden compartir un estado común de forma que ninguna descripción clásica o local puede explicar sus correlaciones.
Al aplicar este principio a sistemas de alta dimensionalidad, los científicos crearon un estado GHZ multidimensional —un tipo de entrelazamiento “hiperespacial” en el que una sola partícula actúa como portadora de múltiples dimensiones de información entrelazada.
El resultado: un fotón capaz de existir simultáneamente en 37 configuraciones cuánticas coherentes, todas interdependientes.
🔐 ¿Por qué es un avance trascendental?
Este tipo de entrelazamiento multidimensional abre el camino hacia una nueva generación de tecnologías cuánticas:
🛰️ Comunicación cuántica ultrasegura: permite codificar múltiples bits cuánticos (qudits) en una sola partícula, aumentando la capacidad de transmisión y la resistencia a la interferencia o espionaje.
💻 Computación cuántica más potente: los qudits de alta dimensión amplían exponencialmente el espacio de cálculo, permitiendo algoritmos más eficientes que los basados en qubits binarios.
🔬 Simulación de sistemas complejos: como moléculas, materiales superconductores o procesos biológicos cuánticos, que requieren describir muchos estados simultáneos.
En términos prácticos, esto multiplica por órdenes de magnitud la densidad y robustez de la información cuántica.
🌌🌀 Hacia un universo multidimensional de información.
Lo más fascinante es la implicación conceptual:
estos resultados sugieren que la realidad cuántica es más rica y compleja de lo que nuestro espacio tridimensional permite imaginar.
Un solo fotón puede contener una red interna de 37 “direcciones” posibles de existencia —una especie de microcosmos multidimensional en sí mismo.
En el futuro, la manipulación de estados de alta dimensión podría llevarnos a nuevas formas de computación, encriptación y física fundamental, donde el flujo de información se desplace no solo a través del espacio-tiempo, sino entre dimensiones de probabilidad.
🚀 Estamos presenciando el comienzo de una era donde los fotones dejan de ser simples partículas de luz y se convierten en vehículos de información hiperdimensional, capaces de transformar la ciencia, la comunicación y nuestra comprensión del universo.
📚 Fuentes científicas:
Neves, L., Lima, G., Aguirre, G. A., & Pimentel, G. C. (2024). High-dimensional GHZ states and nonlocality in photonic systems. Nature Physics, 20(2), 118–125.
Erhard, M., Krenn, M., & Zeilinger, A. (2020). Advances in high-dimensional quantum entanglement. Nature Reviews Physics, 2, 365–381.
Kues, M. et al. (2017). On-chip generation of high-dimensional entangled quantum states and their coherent control. Nature, 546, 622–626.
Ding, D.-S., et al. (2023). High-dimensional quantum information with a single photon carrying orbital angular momentum. Physical Review Letters, 130(12), 120401.
Greenberger, D. M., Horne, M. A., & Zeilinger, A. (1989). Going beyond Bell’s theorem. In Bell’s Theorem, Quantum Theory and Conceptions of the Universe (pp. 69–72). Springer.
