Internet aprende a no distorsionarse

Los científicos han acercado la internet inalámbrica a una realidad incómoda para los operadores de cable: han aprendido a transmitir un rayo láser por el aire de forma que el calor, el viento y las perturbaciones atmosféricas apenas afecten a los datos.

El experimento lo llevaron a cabo investigadores de la Universidad de Witwatersrand (Wits University), en Sudáfrica, y de la Universidad de Burdeos, en Francia. Dirigieron un haz de luz a lo largo de varios cientos de metros. Codificaron de antemano datos ópticos en el haz y después comprobaron con qué precisión se recuperaba la información en el punto de recepción.

En una transmisión convencional a través del espacio abierto, el problema es bastante prosaico: el aire cambia constantemente. La turbulencia, el calor y el ruido pueden distorsionar la señal luminosa, de modo que el receptor tiene que recomponer el mensaje literalmente pieza a pieza. Por eso estos sistemas requieren supervisión y corrección continuas en tiempo real.

En el nuevo enfoque, los datos no se codificaron simplemente en el brillo o la frecuencia de la luz, sino en su perfil topológico: una estructura estable relacionada con los skyrmiones magnéticos. Se trata de configuraciones vorticiales especiales que los investigadores utilizaron como una especie de capa protectora para la información. Así, las perturbaciones externas podían alterar la forma del campo luminoso, pero no destruían el significado codificado.

El profesor Andrew Forbes, director del laboratorio de luz estructurada de la Escuela de Física de Wits University, explicó el principio con una comparación entre un donut y una taza. Tienen formas distintas, pero comparten una propiedad invariable: un agujero redondo. Aunque se estire o deforme el objeto, esa propiedad se mantiene. Del mismo modo, la luz puede distorsionarse por el calor y el ruido sin que los datos transmitidos se conviertan en un conjunto de símbolos sin sentido.

En las condiciones más favorables, la precisión de transmisión superó el 98 %. Incluso con las perturbaciones más intensas probadas en el experimento, alcanzó el 86 %. También es importante que la prueba no se realizara a una distancia testimonial de laboratorio: la señal recorrió cientos de metros pese al viento, el calor y otras interferencias.

Si se consigue ampliar la tecnología, la comunicación láser en espacio abierto será más barata y sencilla. No necesitará una corrección de las distorsiones tan intensa y constante, lo que reducirá los costes computacionales y de infraestructura.

Este enfoque podría resultar especialmente útil en las misiones espaciales: por extraño que parezca, todavía no es posible tender un cable de fibra óptica entre naves espaciales. También se consideran prometedoras la comunicación por satélite de alta velocidad y la computación cuántica.

En la Tierra, la tecnología podría complementar o sustituir parcialmente la costosa construcción de redes de fibra óptica. Por ejemplo, permitiría llevar internet por el aire a zonas remotas donde tender cable resulta demasiado caro. Por supuesto, el experimento aún no equivale a un servicio comercial listo para funcionar: queda por comprobar la estabilidad del método a mayores distancias, con distintas condiciones meteorológicas y con volúmenes de tráfico reales.

Los autores del estudio, publicado en la revista Science Advances, creen que el uso de propiedades topológicas invariantes de la luz podría permitir transmitir información de forma rápida, fiable y eficiente incluso a través de un medio que la distorsiona.