La comunicación cuántica, que garantiza la seguridad absoluta de los datos, es una de las ramas más avanzadas de la "segunda revolución cuántica". En la comunicación cuántica, las partes participantes pueden detectar cualquier intento de espionaje recurriendo al principio fundamental de la mecánica cuántica:una medición afecta la cantidad medida. Por lo tanto, la mera existencia de un espía se puede detectar identificando las huellas que dejan sus mediciones del canal de comunicación.
El principal inconveniente de la comunicación cuántica hoy en día es la lenta velocidad de transferencia de datos, que está limitada por la velocidad a la que las partes pueden realizar mediciones cuánticas.
¡Los investigadores de la Universidad de Bar-Ilan han ideado un método que supera este "límite de velocidad" y permite un aumento en la tasa de transferencia de datos en más de 5 órdenes de magnitud! Sus hallazgos se publicaron hoy en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
La detección de homodina es una piedra angular de la óptica cuántica, que actúa como una herramienta fundamental para procesar información cuántica. Sin embargo, el método homodino estándar sufre una fuerte limitación de ancho de banda. Mientras que los fenómenos ópticos cuánticos, explotados para la comunicación cuántica, pueden abarcar fácilmente un ancho de bandaEn muchos THz, los métodos de procesamiento estándar de esta información están inherentemente limitados al rango de MHz a GHz accesible electrónicamente, dejando una brecha dramática entre los fenómenos ópticos relevantes que se utilizan para transportar la información cuántica y la capacidad de medirla., la velocidad a la que se puede procesar la información cuántica es muy limitada.
En su trabajo, los investigadores reemplazan la no linealidad eléctrica que sirve como corazón de la detección de homodina, que transforma la información cuántica óptica en una señal eléctrica clásica, con una no linealidad óptica directa, transformando la información cuántica en una señal óptica clásica., la señal de salida de la medición permanece en el régimen óptico y conserva el enorme ancho de banda que ofrecen los fenómenos ópticos.
"Ofrecemos una medición óptica directa que conserva el ancho de banda de la información, en lugar de una medición eléctrica que compromete el ancho de banda de la información óptica cuántica", dice el Dr. Yaakov Shaked, quien realizó la investigación durante sus estudios de doctorado en ellaboratorio del Prof. Avi Pe'er. Para demostrar esta idea, los investigadores realizan una medición simultánea de un estado óptico cuántico de banda ultra ancha, que abarca 55 THz, presentando un comportamiento no clásico en todo el espectro. Tal medición, utilizando un método estándar,sería prácticamente imposible.
La investigación se realizó a través de una colaboración entre los Laboratorios de Óptica Cuántica del Prof. Avi Pe'er y el Prof. Michael Rosenbluh, junto con Yoad Michael, el Dr. Rafi Z. Vered y Leon Bello en el Departamento de Física e Instituto de Nanotecnologíay materiales avanzados en la Universidad de Bar-Ilan.
Esta nueva forma de medición cuántica es relevante también para otras ramas de la "segunda revolución cuántica", como la computación cuántica con superpoderes, la detección cuántica con super sensibilidad y la imagen cuántica con super resolución.
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Materiales proporcionados por Universidad de Bar-Ilan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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