Internet de las cosas (IoT) permite la interconexión y la transmisión de datos entre una gran cantidad de objetos físicos, como dispositivos terminales, vehículos y edificios integrados con electrónica, software, sensores, actuadores, y conectividad de red. En redes ópticas 5G y 6G, Las comunicaciones de alta velocidad y baja latencia permiten la interconexión entre una amplia variedad de puntos finales a través de IoT. Es más, Las tecnologías cuánticas están en camino de remodelar el futuro de Internet al proporcionar una transmisión de datos considerablemente más rápida y en gran medida más segura gracias a los nuevos protocolos de cifrado basados ​​en las leyes cuánticas. La regla general de estas aplicaciones clave es que todas requieren la utilización de fuentes láser para realizar tareas complejas a una velocidad ultrarrápida y para permitir la banda ancha, Comunicaciones seguras y energéticamente eficientes.

Para lograr estos objetivos, Las nanoestructuras semiconductoras con baja dimensionalidad como puntos cuánticos y guiones cuánticos son una de las mejores soluciones atractivas y heurísticas para lograr láseres de alto rendimiento. En un nuevo artículo publicado en Ciencia y aplicación de la luz , un equipo de científicos, dirigido por el profesor Frédéric Grillot de Télécom Paris, Institut Polytechnique de Paris, Francia, y sus colaboradores han revisado sus hallazgos recientes sobre láseres nanoestructurados que utilizan una región activa hecha con nanoestructuras de puntos cuánticos y guiones cuánticos. El estudio demuestra la importancia de utilizar emisores de luz basados ​​en nanoestructuras y destaca el impacto que estos dispositivos fotónicos tienen en la industria y la sociedad. La importancia de este trabajo se lleva a cabo gracias a fuertes colaboradores académicos en todo el mundo, todos expertos en tecnología de puntos cuánticos.

"Destacamos el potencial de los láseres de puntos cuánticos y de tablero cuántico para un funcionamiento con poco ruido porque cuentan con un factor de inversión de población bajo y un ruido de emisión espontáneo amplificado reducido, así como un factor de mejora del ancho de línea bajo. Se necesitan láseres con un ancho de línea estrecho y un ruido de baja intensidad relativa para una comunicación coherente, relojes atómicos ópticos, síntesis de frecuencia, espectroscopía de alta resolución y sistemas de detección distribuida ".

"Debido al estricto nivel de integración de múltiples componentes optoelectrónicos en un chip fotónico, Los láseres semiconductores híbridos heterogéneamente integrados sobre silicio son más sensibles a la reflexión. Hemos demostrado la excelente estabilidad frente a la retroalimentación óptica de los láseres de puntos cuánticos epitaxiales, que es el mayor logro jamás logrado para impulsar el desarrollo de transmisiones sin aislamiento en chips de silicio ", agregaron.

"Otra característica peculiar de los puntos cuánticos resulta de sus grandes no linealidades ópticas con una rápida velocidad de respuesta. Usando una sola sección de láseres de puntos cuánticos cultivados directamente en silicio, es posible lograr una eficiencia de conversión de mezcla de cuatro ondas suficiente para demostrar el bloqueo de modo automático con una duración de pulso de subpicosegundos y un ancho de línea de peine de frecuencia de kHz ".

"La perspectiva futura puede considerar el despliegue de puntos cuánticos en tecnologías cuánticas como para estados de luz coherentes y exprimidos. En particular, Los estados de compresión se pueden usar para reemplazar las fuentes láser limitadas por ruido de disparo, por lo que el oscilador de ruido ultrabajo que opera por debajo del límite cuántico estándar es muy significativo en metrología. espectroscopia y para cualquier medida de precisión. Además, en la distribución de claves cuánticas que dependen de fotones entrelazados, es deseable un gran ancho de banda para lograr transmisiones de datos de alta velocidad ", pronosticaron los científicos.

"Según los resultados informados en este artículo, científicos, investigadores, y los ingenieros pueden llegar a un juicio informado al utilizar nanoestructuras autoensambladas para aplicaciones que van desde tecnologías integradas basadas en silicio hasta sistemas de información cuántica ".