El profesor LI Chuanfeng y el profesor Zhou Zongquan de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia de Ciencias de China (CAS) plantearon y realizaron de forma innovadora el protocolo de eco de fotones sin ruido (NLPE). La búsqueda de toda la originalidad redujo el ruido en 670 veces en comparación con las estrategias anteriores y logró una memoria cuántica sólida con alta fidelidad. Los resultados fueron publicados en Comunicaciones de la naturaleza .

Observado por primera vez por Erwin Hahn en 1950, El eco de fotones es una interacción física fundamental entre la luz y la materia, así como una herramienta esencial para la manipulación de campos electromagnéticos. Sin embargo, la intensa emisión de ruido espontáneo generado tiene la misma frecuencia que la señal, es imposible separarlos en principio.

Protocolos anteriores, como el peine de frecuencia atómica y el resurgimiento del eco silenciado, no logró eliminar la emisión de ruido espontáneo tanto como era necesario.

En este estudio, los investigadores implementaron el protocolo NLPE en la UE ³⁺ :Y ₂ SiO ₅ Crystal para que sirva como memoria cuántica óptica y aplicó un sistema arómico de cuatro niveles para suprimir el ruido.

Al duplicar el pulso en el sistema atómico de cuatro niveles, manipularon la emisión de ruido espontáneo para tener una frecuencia diferente a la de la señal. Por tanto, es mucho más fácil separar la señal de la emisión de ruido. Aunque se detectaron otros ruidos en un experimento práctico, se estimó que todos eran triviales.

Los resultados de los experimentos mostraron que el ruido era de 0.0015 fotones, 670 veces menos que los resultados anteriores. Además, la eficiencia de NLPE fue más de tres veces mayor que la de los protocolos anteriores.

Es más, su alta eficiencia, alta fidelidad y fácil de conseguir dan derecho a NLPE con magníficas ventajas como protocolo de memoria cuántica silenciosa.

Todas estas ventajas nos acercan un paso más a la comunicación cuántica a larga distancia.