Los investigadores de la Universidad de Copenhague han desarrollado un nanocomponente que emite partículas de luz que transportan información cuántica. Menos de una décima parte del ancho de un cabello humano, el componente minúsculo permite escalar y, en última instancia, puede alcanzar las capacidades requeridas para una computadora cuánticao internet cuántico. El resultado de la investigación coloca a Dinamarca a la cabeza de la manada en la carrera cuántica.
Equipos de todo el mundo están trabajando para desarrollar tecnologías cuánticas. El enfoque de los investigadores con sede en el Centro de Redes Cuánticas Híbridas Hy-Q del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague es desarrollar tecnología de comunicación cuántica basada en circuitos de luz, conocidacomo circuitos nanofotónicos. Los investigadores de la UCPH ahora han logrado un gran avance.
"Es un resultado verdaderamente importante, a pesar de que el componente es tan pequeño", dice el profesor asistente Leonardo Midolo, que ha estado trabajando para lograr este avance durante los últimos cinco años.
El equipo de investigación ha inventado un componente, llamado enrutador nanomecánico, que emite información cuántica transportada por partículas de luz fotones y las dirige en diferentes direcciones dentro de un chip fotónico. Los chips fotónicos son como microchips de computadora, solo que usan luzen lugar de electrones. El componente combina nano-opto-mecánica y fotónica cuántica, dos áreas de investigación que, hasta ahora, nunca se han combinado. Lo más espectacular de todo es el tamaño del componente, solo una décima parte del de un humanocabello. Es este tamaño microscópico lo que lo hace tan prometedor para futuras aplicaciones.
"Unir los mundos de la nanomecánica y la fotónica cuántica es una forma de escalar la tecnología cuántica. En física cuántica, ha sido un desafío para escalar sistemas. Hasta ahora, hemos podido enviar fotones individuales. Sin embargo, parapara hacer cosas más avanzadas con la física cuántica, necesitaremos escalar los sistemas, que es lo que permite esta invención. Para construir una computadora cuántica o Internet cuántica, no solo necesita un fotón a la vez, necesita muchos fotonessimultáneamente 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 cuántica o un internet cuántico, muchos enrutadores nanomecánicos deben integrarse en el mismo chip. Se requieren aproximadamente 50 fotones para tener suficiente potencia para lograr lo que se conoce como "supremacía cuántica"."Según Midolo, el nuevo enrutador nanomecánico hace que hacerlo sea un objetivo realista :
"Hemos calculado que nuestro enrutador nanomecánico ya puede escalarse hasta diez fotones, y con mejoras adicionales, debería ser capaz de alcanzar los 50 fotones necesarios para alcanzar la 'supremacía cuántica".
La invención también es un gran avance en el control de la luz en un chip. La tecnología existente permite integrar solo unos pocos enrutadores en un solo chip debido a la gran huella del dispositivo. Los enrutadores nanomecánicos, por el contrario, son tan pequeños quese pueden integrar varios miles 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 recientemente establecido Centro para Redes Cuánticas Híbridas Hy-Q
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Materiales proporcionado por Universidad de Copenhague . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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