Comunicaciones Cuánticas

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD ZACATENCO

“Bondades de las comunicaciones cuánticas”

TESIS
Que para obtener el grado de:

INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

Presentan:
ISIS CHETZYL BALLARDO RODRÍGUEZ
FERNANDO ENRIQUE ESTRADA HERNÁNDEZ

Asesor de tesis: Dr. Alejandro Vivas Hernández

México D.F. 2010DEDICATORIA

Dedicamos esta tesis a nuestros Padres y a Dios por brindarnos la vida y guiarnos
por el buen camino para ser mejores seres humanos.

MUCHAS GRACIAS!!!!

AGRADECIMIENTOS

Gracias a toda mi familia y amigos que siempre estuvieron allí para apoyarme en
los buenos momentos y en los tiempos difíciles de desesperación.
A mis padres Juan Jesús Ballardo Hernández y Rebeca RodríguezVillanueva por
su cariño incondicional que me han dado a través de los años.
A todos los maestros que me guiaron y brindaron su amistad incondicional, en
especial al Dr. Alejandro Vivas Hernández.
Y por último gracias a la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica y al
Instituto Politécnico Nacional por brindarme la oportunidad de formar parte de tan
distinguida institución.
ChetzylAgradezco a mi mamá Teresa de Jesús Hernández Sánchez por su apoyo en todo
momento y su perseverancia para salir adelante en la vida y ayudarme a
superarme día a día.
A todos aquellos profesores que me guiaron a lo largo de mi trayectoria
profesional y que supieron brindarme sus conocimientos para poder realizar este
logro, en especial al Dr. Alejandro Vivas Hernández.
Y gracias también alInstituto Politécnico Nacional y a la Escuela Superior de
Ingeniería Mecánica y Eléctrica por permitirme ser parte de la comunidad
politécnica.
Fernando Enrique

ÍNDICE
Introducción

IV

Justificación

VI

Objetivos

VII

Capítulo I. NANOTECNOLOGÍA
1.1 Nanotecnología y nanociencia

1

1.2 Nanometrología

2

1.3 Avances en nanotecnología

4

1.4 Nanomanufactura yaplicaciones industriales de la
nanotecnología

5

1.5 Ventajas y desventajas de la nanotecnología

7

1.6 Nanotecnología en México

8

1.7 Naturaleza cuántica de la nanotecnología

11

1.8 Dualidad onda partícula

12

1.8.1 Fotón

14

1.9 Estados cuánticos

14

1.10 Función de onda

15

1.11 Ecuación de Schrödinger

16

Capítulo II. INFORMACIÓN CUÁNTICA

2.1Notación de Dirac

18
I

2.2 Estado de polarización de fotones

19

2.3 Sistemas y estados cuánticos

21

2.4 Principio de incertidumbre de Heisenberg

22

2.5 Teorema de no clonación

23

2.6 Estados entrelazados ó superposición de estados

23

2.7 Información cuántica

26

2.8 Criptografía cuántica

27

Capítulo III. COMUNICACIÓN Y COMPUTACIÓN CUÁNTICA
3.1Comunicaciones cuánticas

30

3.2 Esfera de Bloch

30

3.3 Qubits

32

3.4 Compuertas cuánticas

33

3.5 Estados de Bell

36

Capítulo IV. TELEPORTACION CUÁNTICA
4.1 La realidad de la teleportación cuántica

38

4.2 Proceso de teleportación a nivel teórico

39

Capítulo V. COMUNICACIÓN CUÁNTICA EN LA ACTUALIDAD
5.1 Implementaciones actuales de compuertas cuánticas

455.2 Compuerta Hadamard

45

5.3 Comunicación cuántica en el espacio

47

5.4 Comunicación con fotones entrelazados

48

II

Capítulo VI. CONCLUSIONES
6.1 Conclusiones generales

50

GLOSARIO

51

BIBLIOGRAFÍA

57

Apéndice A

59

Apéndice B

60

Apéndice C

61

Apéndice D

62

III

INTRODUCCIÓN
Hoy en día los sistemas de comunicaciones deben disponerde esquemas
eficientes que ofrezcan transmisiones seguras y confiables. Para poder cumplir
con este objetivo, se ha tenido que investigar e integrar ciencias como la
informática, las telecomunicaciones y la mecánica cuántica, dando como resultado
el surgimiento de las comunicaciones cuánticas.

Esta tesis pretende generar el interés sobre las innovaciones que se van
presentando para las...