Los investigadores han desarrollado un nano-componente que emite partículas de luz que transportan información cuántica.

Investigadores de la Universidad de Copenhague han desarrollado un nano componente que emite partículas de luz que transportan información cuántica. Tiene menos de una décima parte del ancho de un cabello humano, el componente minúsculo hace posible la ampliación y, en última instancia, podría alcanzar las capacidades requeridas para una computadora o internet cuántica. El resultado de la investigación pone a Dinamarca a la cabeza del grupo en la carrera cuántica.

Equipos de todo el mundo están trabajando para desarrollar tecnologías cuánticas. El enfoque de los investigadores, basados ​​en el Centro de Redes Cuánticas Híbridas (Hy-Q) en el Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague, es lograr desarrollar una tecnología de comunicación cuántica basada en circuitos de luz, conocidos como circuitos nano fotónicos. Los investigadores de la UCPH ahora han logrado un gran avance.

«Es un resultado verdaderamente importante, a pesar de que el componente es muy pequeño», dice el Profesor Asistente Leonardo Midolo, quien ha estado trabajando para lograr este avance durante los últimos cinco años.

El equipo de investigación ha inventado un componente, llamado enrutador nano mecánico, que emite información cuántica transportada por partículas de luz (fotones) y las encamina en diferentes direcciones dentro de un chip fotónico. Los chips fotónicos son como microchips de computadora, solo que usan luz en lugar de electrones. El componente combina la nano-opto-mecánica y la fotónica cuántica, dos áreas de investigación que, hasta ahora, nunca se han combinado. Lo más espectacular de todo, es el tamaño del componente, solo tiene una décima parte de un cabello humano. Es este tamaño microscópico lo que lo hace tan prometedor para futuras aplicaciones.

«Reunir los mundos de la nano mecánica y la fotónica cuántica es una forma de ampliar la tecnología cuántica. En física cuántica, ha sido un desafío para los sistemas de escala. Hasta ahora, hemos podido enviar fotones individuales. Sin embargo, hay que hacerlo, para cosas más avanzadas y con la física cuántica tendremos que ampliar los sistemas, que es lo que esta invención permite. Para construir una computadora o Internet cuántica, no solo se necesita un fotón a la vez, se necesita muchos fotones a la vez y que pueden conectarse entre sí», explica Leonardo Midolo.

Lograr la ‘supremacía cuántica’ es realista

Para explotar las leyes de la mecánica cuántica, por ejemplo, para construir una computadora o una Internet cuántica muchos enrutadores nano mecánicos deben integrarse en el mismo chip. Se requiere que alrededor de 50 fotones tengan suficiente poder para lograr lo que se conoce como «supremacía cuántica». Según Midolo, el nuevo enrutador nano mecánico permite que el hacerlo, sea un objetivo realista.

«Hemos calculado que nuestro enrutador nano mecánico ya puede ampliarse hasta diez fotones, y con mejoras adicionales, debería poder alcanzar los 50 fotones necesarios para lograr la ‘supremacía cuántica».

La invención es también un gran avance hacia el control de la luz en un chip. La tecnología existente permite que solo unos pocos enrutadores se integren en un solo chip debido a la gran huella del dispositivo. Los enrutadores nano mecánicos, por el contrario, son tan pequeños que varios miles pueden integrarse en el mismo chip.

«Nuestro componente es extremadamente eficiente. Se trata de poder emitir tantos fotones a la vez, sin perder ninguno de ellos. Ninguna otra técnica actual lo permite», dice Leonardo Midolo.

La investigación se lleva a cabo en el Quantum Photonics Group en el Instituto Niels Bohr, que forma parte del recién creado Centro de Redes Cuánticas Híbridas (Hy-Q).

Fuente: Universidad de Copenhague.

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