Física

Investigadores Cuánticos Logran Dividir un Fotón en Tres

Los científicos piensan que tres fotones superarán los límites y alentarán más investigaciones teóricas y aplicaciones experimentales para el desarrollo de la computación cuántica óptica.

Los investigadores informan de primer intento de dividir directamente un fotón en tres. La ocurrencia, la primera de su tipo, utilizó el método de conversión descendente paramétrica espontánea (SPDC) en óptica cuántica, y creó lo que los investigadores de óptica cuántica llaman un estado de luz no ‘gaussiano’. Un estado de luz no ‘gaussiano’ se considera un ingrediente crítico para obtener una ventaja cuántica.

Investigadores del Instituto de Computación Cuántica (IQC) de la Universidad de Waterloo informaron sobre esta primera ocurrencia de dividir directamente un fotón en tres.

La ocurrencia, la primera de su tipo, utilizó el método de conversión descendente paramétrica espontánea (SPDC) en óptica cuántica y creó lo que los investigadores de óptica cuántica llaman un estado de luz no gaussiano. Un estado de luz no gaussiano se considera un ingrediente crítico para obtener una ventaja cuántica.

«Se entendió que había límites para el tipo de entrelazamiento generado con la versión de dos fotones, pero estos resultados forman la base de un nuevo y emocionante paradigma de óptica cuántica de tres fotones», dijo Chris Wilson, investigador principal de la facultad de IQC.

miembro y profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática en Waterloo. «Dado que esta investigación nos lleva más allá de la capacidad conocida de dividir un fotón en dos fotones hijos, entrelazados, somos optimistas de que hayamos abierto una nueva área de exploración».

«La versión de dos fotones ha sido un caballo de batalla para la investigación cuántica durante más de 30 años», dijo Wilson. «Creemos que tres fotones superarán los límites y alentarán más investigaciones teóricas y aplicaciones experimentales y, con suerte, el desarrollo de la computación cuántica óptica utilizando unidades superconductoras».

Wilson usó fotones de microondas para estirar los límites conocidos de SPDC. La implementación experimental utilizó un resonador paramétrico superconductor. El resultado mostró claramente la fuerte correlación entre tres fotones generados a diferentes frecuencias. El trabajo en curso tiene como objetivo mostrar que los fotones están enredados.

«Los estados y operaciones no ‘gaussianos’ son un ingrediente crítico para obtener la ventaja cuántica», dijo Wilson. «Son muy difíciles de simular y modelar clásicamente, lo que ha resultado en una escasez de trabajo teórico para esta aplicación».

 

Fuente: Universidad de Waterloo.

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