Investigadores de la Universidad de Copenhague han desarrollado una nueva técnica que mantiene estables los bits cuánticos de luz a temperatura ambiente en lugar de trabajar solo a -270 grados. Su descubrimiento ahorra energía y dinero y es un gran avance en la investigación cuántica.

Como casi toda nuestra información privada está digitalizada, Es cada vez más importante que encontremos formas de proteger nuestros datos y a nosotros mismos de ser pirateados.

La criptografía cuántica es la respuesta de los investigadores a este problema, y más específicamente un cierto tipo de qubit, que consiste en fotones individuales:partículas de luz.

Fotones individuales o qubits de luz, como también se les llama, son extremadamente difíciles de piratear. Sin embargo, Para que estos qubits de luz sean estables y funcionen correctamente, deben almacenarse a temperaturas cercanas al cero absoluto, es decir, menos 270 C, algo que requiere enormes cantidades de energía y recursos.

En un estudio publicado recientemente, Investigadores de la Universidad de Copenhague demuestran una nueva forma de almacenar estos qubits a temperatura ambiente durante cien veces más tiempo que nunca. Eugene Simon Polzik, profesor de óptica cuántica en el Instituto Niels Bohr, dice, "Hemos desarrollado un recubrimiento especial para nuestros chips de memoria que ayuda a que los bits cuánticos de luz sean idénticos y estables mientras están a temperatura ambiente. Además, nuestro nuevo método nos permite almacenar los qubits durante mucho más tiempo, que son milisegundos en lugar de microsegundos, algo que no había sido posible antes. Estamos muy entusiasmados con eso ".

El recubrimiento especial de los chips de memoria hace que sea mucho más fácil almacenar los qubits de luz sin grandes congeladores. que son difíciles de operar y requieren mucha energía. Por lo tanto, la nueva invención será más barata y más compatible con las demandas de la industria en el futuro.

"La ventaja de almacenar estos qubits a temperatura ambiente es que no requiere helio líquido o sistemas láser complejos para su enfriamiento. Además, es una tecnología mucho más simple que se puede implementar más fácilmente en una futura Internet cuántica". "dice Karsten Dideriksen, un UCPH-Ph.D. sobre el proyecto.

Normalmente, las temperaturas cálidas perturban la energía de cada bit cuántico de luz. "En nuestros chips de memoria, miles de átomos vuelan alrededor emitiendo fotones, también conocido como qubits de luz. Cuando los átomos se exponen al calor, comienzan a moverse más rápido y chocan entre sí y con las paredes del chip. Esto los lleva a emitir fotones muy diferentes entre sí. Pero necesitamos que sean exactamente iguales para poder usarlos para una comunicación segura en el futuro, "explica Eugene Polzik." Por eso hemos desarrollado un método que protege la memoria atómica con un recubrimiento especial para el interior de los chips de memoria. El recubrimiento consiste en parafina que tiene una estructura similar a la cera y actúa suavizando la colisión de los átomos, haciendo que los fotones o qubits emitidos sean idénticos y estables. También, utilizamos filtros especiales para asegurarnos de que solo se extrajeron fotones idénticos de los chips de memoria ".

Aunque el nuevo descubrimiento es un gran avance en la investigación cuántica, todavía necesita más trabajo.

"Ahora, producimos los qubits de luz a baja velocidad, un fotón por segundo, mientras que los sistemas refrigerados pueden producir millones en la misma cantidad de tiempo. Pero creemos que esta nueva tecnología tiene importantes ventajas y que podemos superar este desafío a tiempo, "Concluye Eugene.

El estudio se publica en Comunicaciones de la naturaleza .