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    El nuevo bucle cuántico proporciona un banco de pruebas para la tecnología de comunicación cuántica

    El científico de Argonne, Alan Dibos, trabaja en equipos ópticos para el banco de pruebas cuánticas de 52 millas. Crédito:Laboratorio Nacional Argonne

    Científicos del Laboratorio Nacional Argonne y la Universidad de Chicago lanzaron un nuevo banco de pruebas para experimentos de comunicación cuántica de Argonne la semana pasada.

    El bucle cuántico consta de un par de cables de fibra óptica de 26 millas conectados que se enrollan de manera tortuosa entre Argonne y la autopista de peaje de Illinois cerca de los suburbios de Bolingbrook y viceversa. A 52 millas en total, se encuentra entre los canales de comunicación cuántica terrestres más largos del país.

    El bucle servirá como banco de pruebas para los investigadores interesados ​​en aprovechar los principios de la física cuántica para enviar información imposible de piratear a través de largas distancias. Los investigadores de Argonne y UChicago planean utilizar el banco de pruebas para explorar la ciencia que subyace a los sistemas de ingeniería cuántica y aprovechar las propiedades del entrelazamiento cuántico, un fenómeno que Albert Einstein caracterizó como "acción espeluznante a distancia". El entrelazamiento cuántico une dos (o más) partículas de modo que se encuentran en un estado compartido, de modo que cualquier cosa que le suceda a una afecta inmediatamente a la otra. no importa lo lejos que hayan viajado.

    "La inauguración de este bucle cuántico es un paso importante para Chicago y la nación en la construcción de una red cuántica a gran escala que puede permitir transmisiones de datos seguras a largas distancias, "dijo el investigador principal David Awschalom, científico senior de la División de Ciencia de Materiales de Argonne, el Profesor de la Familia Liew en Ingeniería Molecular en la Universidad de Chicago y director del Chicago Quantum Exchange. "El bucle nos permitirá identificar y abordar los desafíos en el funcionamiento de una red cuántica y se puede escalar para probar y demostrar la comunicación a distancias aún mayores para ayudar a sentar las bases de una Internet cuántica".

    Los científicos de Argonne Joe Heremans, Alan Dibos y Gary Wolfowicz, que trabajó en el proyecto de bucle cuántico, demostró el funcionamiento del banco de pruebas generando y transmitiendo pulsos ópticos a través de uno y luego ambos bucles de fibra. Fueron testigos de un retraso de 200 microsegundos para el tiempo de tránsito del pulso láser a lo largo de un bucle de fibra, que es consistente con la velocidad de la luz en la fibra de vidrio.

    También comenzaron a usar el bucle para una serie de experimentos, incluida la transmisión de señales de fotones emitidos por conjuntos de iones. Estos iones se pueden utilizar como memoria cuántica para la red. Una memoria cuántica funcional, que implica el almacenamiento y recuperación de estados cuánticos, es un avance tecnológico clave necesario para la comunicación cuántica y una Internet cuántica.

    "Necesitaremos muchas de estas memorias cuánticas espaciadas a lo largo de unos 100 kilómetros para transmitir la señal cuántica a través de una red. El bucle cuántico nos permite probar y refinar esta tecnología de memoria cuántica antes de implementarla a gran escala". "dijo Tian Zhong, científico de la División de Nanociencia y Tecnología de Argonne y profesor asistente de ingeniería molecular en la Universidad de Chicago.

    "La investigación que conduzca a la infraestructura científica, como el bucle cuántico, garantizará que Estados Unidos siga siendo un líder mundial en este fundamental, campo en rápida evolución, que abrirá nuevas e importantes vías de investigación en áreas como la transferencia de datos cuánticos y las comunicaciones seguras, ", dijo el Subsecretario de Ciencia del Departamento de Energía, Paul Dabbar. Esperamos seguir aumentando el apoyo y los logros para esta y otras áreas de la ciencia de la información cuántica".

    "Este bucle cuántico es una capacidad significativa para las comunidades científicas en física cuántica, comunicaciones e informática, "dijo Paul Kearns, Director del Laboratorio Nacional Argonne. "Estos experimentos demuestran cómo los científicos e ingenieros líderes en el mundo de Argonne ayudan a asegurar el liderazgo estadounidense en la ciencia de la información cuántica esencial".

    Además del bucle cuántico, Argonne planea desarrollar una red de enlace cuántico bidireccional con Fermi National Accelerator Laboratory. Cuando los dos proyectos están conectados, el enlace cuántico, también apoyado por el Departamento de Energía, Se espera que esté entre los enlaces más largos del mundo para enviar información segura utilizando la física cuántica.


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