Los científicos de Raytheon BBN Technologies han desarrollado una nueva forma de detectar un solo fotón, o partícula de luz:un desarrollo con grandes aplicaciones para sensores, comunicaciones y procesadores de computadora cuántica exponencialmente más potentes.

El equipo ha publicado su trabajo, que se centra en el uso de un componente llamado unión Josephson, en la revista académica Ciencias . El descubrimiento se basa en la investigación anterior del mismo equipo sobre un detector de radiación de microondas 100, 000 veces más sensible que los sistemas existentes.

"Una unión de Josephson en la computación cuántica es análoga a un transistor para la electrónica moderna, entonces son super importantes, "dijo Kin Chung Fong, un científico de procesamiento de información cuántica en Raytheon BBN Technologies e investigador asociado en la Universidad de Harvard. "Nuestro nuevo dispositivo permite que esta unidad básica en computación cuántica se comunique a través de tan solo un fotón. Mejorará la velocidad en la comunicación y puede hacer posible la detección y las redes cuánticas".

Investigadores y laboratorios de todo el mundo han comenzado a construir computadoras cuánticas más grandes, buscando desbloquear la promesa de un procesamiento más rápido.

"En teoría, las computadoras cuánticas pueden tomar el control donde las computadoras tradicionales se quedarían sin potencia de procesamiento, "dijo Brad Tousley, presidente de Raytheon BBN Technologies. "Las computadoras cuánticas son particularmente buenas para resolver problemas críticos de optimización. Un ejemplo sería el diseño asistido por computadora de un sistema grande como un avión. La computación cuántica permite un análisis más finito de algo como la forma de un ala que nunca antes. Procesamiento diario fundamental la optimización es el primer problema que nos gustaría abordar con la computación cuántica ".

La limitación técnica ha sido el ruido de fondo que hace que los qubits pierdan memoria, creando errores en el procesamiento. Mientras que otros investigadores ven el ruido como un problema, Fong y su equipo ven una oportunidad.

Su método funciona un poco como una carretera, donde las cargas superconductoras juegan el papel de los automóviles. En principio, pueden moverse muy rápido sin chocar entre sí. El ruido de fondo es como un automóvil averiado en el carril central:interrumpe el flujo del tráfico.

"La interrupción podría destruir los datos en aplicaciones de computación cuántica, "Dijo Fong." Sin embargo, podemos utilizar este mismo fenómeno para detectar un solo fotón, permitiendo que el tráfico continúe acelerando ".

El descubrimiento es parte de un esfuerzo de investigación en Raytheon BBN Technologies, una subsidiaria de Raytheon Intelligence &Space. Raytheon BBN ha estado proporcionando investigación y desarrollo de tecnología avanzada durante más de 70 años, a menudo sirve como un vínculo crucial entre los militares y los investigadores en las universidades. Como ejemplo, fue uno de los primeros nodos de ARPANET, el precursor de Internet financiado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, o DARPA. Los científicos de Raytheon BBN trabajan en carteras de amplio alcance, mientras que la ingeniería cuántica y la informática siguen siendo prometedoras para las capacidades de la próxima generación.

"Este descubrimiento permitirá que los procesadores cuánticos estén conectados como nunca antes, ", Dijo Tousley." El siguiente paso es caracterizar el rendimiento y escalar a más de un dispositivo en paralelo o vincular varios dispositivos ".

El equipo de Raytheon BBN cree que tiene la experiencia en ingeniería de sistemas para llevar esta investigación básica a aplicaciones más prácticas.

"Hemos llenado un vacío tecnológico con la primera unión de Josephson en detectar un solo fotón, ", dijo Fong." Es una tecnología que permite la creación de redes, comunicación y computación. Realmente solo estamos rascando la superficie ".