Los investigadores han demostrado el primer diodo emisor de luz (LED) cuántico que emite fotones individuales y pares de fotones entrelazados con una longitud de onda de alrededor de 1550 nm. que se encuentra dentro de la ventana estándar de telecomunicaciones. Se espera que una fuente de fotón único que opere a esta longitud de onda sirva como un componente clave en las futuras redes cuánticas. sistemas de comunicación cuántica de larga distancia, dispositivos de criptografía cuántica, y otras aplicaciones.

Los investigadores, Tina Müller y col., en Toshiba Research Europe Limited, la Universidad de Sheffield, y la Universidad de Cambridge, han publicado un artículo sobre la nueva fuente de luz cuántica en un número reciente de Comunicaciones de la naturaleza .

"Por primera vez, Los dispositivos cuánticos pueden cumplir con los requisitos fundamentales de los sistemas de comunicación cuántica y distribución de claves cuánticas de última generación, "Müller dijo Phys.org .

La capacidad de emitir fotones individuales y pares de fotones entrelazados en la ventana de telecomunicaciones ha sido un objetivo en el campo de la óptica cuántica durante mucho tiempo. Aunque existe una variedad de diferentes fuentes de luz que pueden emitir fotones individuales y entrelazados (desde átomos individuales hasta centros de color en el diamante), hasta ahora se han limitado en gran medida a longitudes de onda más cortas que no son adecuadas para aplicaciones de redes cuánticas.

En el nuevo estudio, los investigadores fabricaron dispositivos de puntos cuánticos emisores de luz basados ​​en fosfuro de indio, un material que se utiliza actualmente en láseres de puntos cuánticos para generar luz láser con una longitud de onda de 1550 nm. Para permitir que este material emita fotones individuales y pares de fotones entrelazados en esta longitud de onda, Los investigadores utilizaron un método de crecimiento llamado epitaxia en fase vapor metalorgánica para hacer crecer gotitas individuales de puntos cuánticos de fosfuro de indio. "que forman la base de los LED cuánticos.

Otra ventaja de los nuevos LED cuánticos es que pueden funcionar a temperaturas de hasta 93 K, que es significativamente más alta que las temperaturas de funcionamiento de otras fuentes de luz cuántica. Una temperatura de funcionamiento más alta permite una integración más fácil con los dispositivos existentes, y los investigadores esperan que la temperatura de funcionamiento de los nuevos dispositivos se pueda mejorar aún más con algunas modificaciones.

Avanzando, los investigadores anticipan que los nuevos LED cuánticos tendrán un impacto significativo en el desarrollo de la tecnología de redes cuánticas, incluida la internet cuántica. Por ejemplo, los dispositivos se pueden integrar con repetidores y relés cuánticos para ampliar el rango de redes cuánticas. Los investigadores también esperan que las fuentes de luz cuántica puedan operar en modo pulsado cuando se integran con la electrónica de radiofrecuencia. Sus próximos pasos serán realizar mejoras para realizar estas aplicaciones.

"Optimizaremos aún más el rendimiento y el tamaño de nuestros dispositivos para facilitar la integración en sistemas de comunicaciones cuánticas de larga distancia, "Dijo Müller.

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