Un fotodetector convierte la luz en una señal eléctrica, haciendo que la luz se pierda. Los investigadores dirigidos por Tracy Northup en la Universidad de Innsbruck ahora han construido un sensor cuántico que puede medir partículas de luz de forma no destructiva. Se puede utilizar para investigar más a fondo las propiedades cuánticas de la luz.

La física Tracy Northup está investigando actualmente el desarrollo de Internet cuántica en la Universidad de Innsbruck. El ciudadano estadounidense construye interfaces con las que la información cuántica se puede transferir de la materia a la luz y viceversa. A través de tales interfaces, Se prevé que las computadoras cuánticas de todo el mundo podrán comunicarse entre sí a través de líneas de fibra óptica en el futuro. En su investigación, Northup y su equipo en el Departamento de Física Experimental ahora han demostrado un método con el que la luz visible se puede medir de forma no destructiva. El desarrollo sigue el trabajo de Serge Haroche, quien caracterizó las propiedades cuánticas de los campos de microondas con la ayuda de átomos neutros en la década de 1990 y recibió el Premio Nobel de Física en 2012.

En el trabajo dirigido por el postdoctorado Moonjoo Lee y Ph.D. estudiante Konstantin Friebe, los investigadores colocan un átomo de calcio ionizado entre dos espejos huecos a través de los cuales se guía la luz láser visible. "El ion tiene solo una influencia débil sobre la luz, ", explica Tracy Northup." Las mediciones cuánticas del ión nos permiten hacer predicciones estadísticas sobre el número de partículas de luz en la cámara ". Los físicos fueron apoyados en su interpretación de los resultados de la medición por el grupo de investigación dirigido por Helmut Ritsch, un óptico cuántico de Innsbruck del Departamento de Física Teórica. "Se puede hablar en este contexto de un sensor cuántico para partículas de luz", resume Northup, que ha ocupado una cátedra de Ingeborg Hochmair en la Universidad de Innsbruck desde 2017. Una aplicación del nuevo método sería generar campos de luz especiales adaptados al retroalimentar los resultados de la medición en el sistema a través de un circuito de retroalimentación, estableciendo así los estados deseados.

En el trabajo actual en Cartas de revisión física , los investigadores se han limitado a los estados clásicos. En el futuro, este método también podría usarse para medir estados cuánticos de luz. El trabajo fue apoyado financieramente por el Austrian Science Fund FWF y la Unión Europea, entre otros.