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 medida afecta la cantidad medida. Por lo tanto, la mera existencia de un fisgón puede detectarse identificando las huellas que dejan sus mediciones del canal de comunicación.

El principal inconveniente de la comunicación cuántica actual es la lentitud de la transferencia de datos. que está limitado por la velocidad a la que las partes pueden realizar mediciones cuánticas.

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 fueron publicados hoy en la revista. Comunicaciones de la naturaleza .

La detección homodina es una piedra angular de la óptica cuántica, actuando como una herramienta fundamental para procesar información cuántica. Sin embargo, el método homodino estándar adolece de una fuerte limitación de ancho de banda. Mientras que los fenómenos ópticos cuánticos, explotado para la comunicación cuántica, puede abarcar fácilmente un ancho de banda de muchos THz, Los métodos de procesamiento estándar de esta información están intrínsecamente 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 medirlo. Por lo tanto, 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 el corazón de la detección homodina, que transforma la información óptica cuántica en una señal eléctrica clásica, con una no linealidad óptica directa, transformando la información cuántica en una señal óptica clásica. Por lo tanto, la señal de salida de la medición permanece en el régimen óptico, y preserva el enorme ancho de banda que ofrece el fenómeno óptico.

"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 su doctorado. estudios en el laboratorio 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 medida, usando el método estándar, sería prácticamente imposible.

La investigación se logró a través de una colaboración entre los laboratorios de óptica cuántica del profesor Avi Pe'er y el profesor Michael Rosenbluh, junto con Yoad Michael, Dr. Rafi Z. Vered y Leon Bello en el Departamento de Física y el Instituto de Nanotecnología y Materiales Avanzados de 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, detección cuántica con súper sensibilidad, e imágenes cuánticas con superresolución.