Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Osaka demostró cómo la información codificada en la polarización circular de un rayo láser se puede traducir al estado de rotación de un electrón en un punto cuántico, cada uno de los cuales es un bit cuántico y un candidato informático cuántico. El logro representaun paso importante hacia una "internet cuántica", en la cual las computadoras futuras pueden enviar y recibir información cuántica de manera rápida y segura.
Las computadoras cuánticas tienen el potencial de superar ampliamente a los sistemas actuales porque funcionan de una manera fundamentalmente diferente. En lugar de procesar unos y ceros discretos, la información cuántica, ya sea almacenada en espines electrónicos o transmitida por fotones láser, puede estar en una superposición de múltiplesestados simultáneamente. Además, los estados de dos o más objetos pueden enredarse, de modo que el estado de uno no puede describirse completamente sin este otro. El manejo de estados enredados permite a las computadoras cuánticas evaluar muchas posibilidades simultáneamente, así como transmitir información de un lugar a otrolugar inmune a las escuchas.
Sin embargo, estos estados entrelazados pueden ser muy frágiles y durar solo microsegundos antes de perder coherencia. Para alcanzar el objetivo de una Internet cuántica, sobre la cual las señales de luz coherentes pueden transmitir información cuántica, estas señales deben poder interactuar con espines de electrones dentro de distancias distantesordenadores.
Los investigadores dirigidos por la Universidad de Osaka utilizaron luz láser para enviar información cuántica a un punto cuántico alterando el estado de rotación de un solo electrón atrapado allí. Si bien los electrones no giran en el sentido habitual, tienen un momento angular, que puede servolteado al absorber luz láser polarizada circularmente.
"Es importante destacar que esta acción nos permitió leer el estado del electrón después de aplicar la luz láser para confirmar que estaba en el estado de giro correcto", dice el primer autor Takafumi Fujita. "Nuestro método de lectura utilizó el principio de exclusión de Pauli, queprohíbe que dos electrones ocupen exactamente el mismo estado. En el pequeño punto cuántico, solo hay suficiente espacio para que el electrón pase el llamado bloqueo de espín de Pauli si tiene el espín correcto ".
La transferencia de información cuántica ya se ha utilizado con fines criptográficos. "La transferencia de estados de superposición o estados entrelazados permite una distribución de clave cuántica completamente segura", dice el autor principal Akira Oiwa. "Esto se debe a que cualquier intento de interceptar la señal destruye automáticamentesuperposición, por lo que es imposible escuchar sin ser detectado "
La manipulación óptica rápida de giros individuales es un método prometedor para producir una plataforma de computación general a nanoescala cuántica. Una posibilidad emocionante es que las computadoras futuras puedan aprovechar este método para muchas otras aplicaciones, incluidas la optimización y las simulaciones químicas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Los científicos proponen un plan para determinar si el Planeta Nueve es un agujero negro primordial
Nueva investigación de la luz más antigua confirma la edad del universo
Las primeras imágenes del Orbitador Solar revelan 'fogatas' en el sol