El equipo de investigación ha inventado un componente, llamado enrutador nanomecánico, que emite información cuántica transportada por partículas de luz (fotones) y las encamina en diferentes direcciones dentro de un chip fotónico. Los chips fotónicos son como microchips de computadora, solo que utilizan luz en lugar de electrones. El componente fusiona la nano-opto-mecánica y la fotónica cuántica, dos áreas de investigación que, hasta ahora, nunca se han combinado. Crédito:Ola Jakup
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, podría alcanzar las capacidades necesarias para una computadora cuántica o Internet cuántica. El resultado de la investigación coloca a Dinamarca a la cabeza del grupo en la carrera cuántica.
Equipos de todo el mundo están trabajando para desarrollar tecnologías cuánticas. El enfoque de los investigadores del 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. conocidos como 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 encamina en diferentes direcciones dentro de un chip fotónico. Los chips fotónicos son como microchips de computadora, solo que utilizan luz en lugar de electrones. El componente fusiona la nano-opto-mecánica y la fotónica cuántica, dos áreas de investigación que, hasta ahora, nunca se han combinado. Lo más espectacular de todo es el tamaño del componente, sólo una décima parte de la de un cabello humano. 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 ampliar la tecnología cuántica. En física cuántica, Ha sido un desafío escalar sistemas. Hasta ahora, hemos podido enviar fotones individuales. Sin embargo, hacer cosas más avanzadas con la física cuántica, necesitaremos ampliar los sistemas, que es lo que permite esta invención. Para construir una computadora cuántica o internet cuántica, no solo necesitas un fotón a la vez, necesitas muchos fotones simultáneamente que puedas conectar entre sí, "explica Leonardo Midolo.
Equipo de investigación de la izquierda Camille Papon, Leonardo Midolo y Xiaoyan Zhou. Crédito:Ola Jakub
Lograr la 'supremacía cuántica' es realista
Para explotar las leyes de la mecánica cuántica, p.ej. para construir una computadora cuántica o una internet cuántica, muchos enrutadores nanomecánicos deben estar integrados en el mismo chip. Se requieren alrededor de 50 fotones para tener suficiente poder para lograr lo que se conoce como "supremacía cuántica". Según Midolo, el nuevo enrutador nanomecánico lo convierte en un objetivo realista.
"Hemos calculado que nuestro enrutador nanomecánico ya se puede escalar hasta diez fotones, y con más mejoras, debería poder 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 que solo unos pocos enrutadores se integren en un solo chip debido al gran tamaño del dispositivo. Enrutadores nanomecánicos, de lo contrario, son tan pequeños que se pueden integrar varios miles en un mismo chip.
"Nuestro componente es extremadamente eficiente. Se trata de poder emitir muchos fotones a la vez, sin perder ninguno de ellos. Ninguna otra técnica actual permite esto, "dice Leonardo Midolo.
La investigación se lleva a cabo en el Quantum Photonics Group del Niels Bohr Institute, que es parte del recién establecido Centro de Redes Cuánticas Híbridas (Hy-Q)
