La tecnología de computación cuántica podría tener ventajas notables sobre la tecnología de computación clásica, incluida una mayor velocidad y la capacidad de abordar problemas más complejos. En los últimos años, algunos investigadores también han estado explorando el posible establecimiento de una "internet cuántica", una red que permitiría que los dispositivos cuánticos intercambien información, al igual que los dispositivos informáticos clásicos intercambian información en la actualidad.

Internet cuántica podría abrir posibilidades fascinantes para numerosas aplicaciones de tecnología cuántica. Por ejemplo, podría permitir comunicaciones más seguras, sensores remotos más precisos y redes informáticas cuánticas distribuidas.

Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China y el Instituto de Tecnología Cuántica de Jinan han demostrado recientemente el entrelazamiento cuántico entre dos dispositivos de memoria ubicados a 12,5 km de distancia entre sí dentro de un entorno urbano. Su artículo, publicado en Physical Review Letters , podría ser un paso más hacia el desarrollo de una Internet cuántica.

"En 2020, publicamos un artículo en el que demostramos el entrelazamiento de dos memorias cuánticas a través de un enlace de fibra de 50 km", dijo a Phys.org Xiao-Hui Bao, uno de los investigadores que realizó el estudio. "En ese experimento, las dos memorias que usamos estaban ubicadas dentro de un laboratorio y, por lo tanto, no eran completamente independientes. El siguiente paso en nuestra investigación fue hacer que las dos memorias fueran completamente independientes, al tiempo que colocaban una gran distancia entre ellas".

En su experimento, Bao y sus colegas introdujeron dos nodos cuánticos en diferentes ubicaciones en un entorno urbano, colocándolos a una distancia de 12,5 km entre sí. En el primer nodo, denominado nodo A, entrelazaron su primera memoria cuántica con un solo fotón. Este fotón único se envió luego al nodo B y se almacenó en la segunda memoria cuántica.

"De esta manera entrelazamos las dos memorias cuánticas remotas", explicó Bao. "Dado que el fotón emitido desde nuestra memoria es infrarrojo cercano (795 nm), y no es adecuado para la transmisión de baja pérdida en fibra, utilizamos la técnica de conversión de frecuencia cuántica para cambiar la longitud de onda del fotón a 1342 nm, lo que mejora el rendimiento general. significativamente la eficiencia de la transmisión".

Si bien algunos estudios previos habían demostrado conexiones cuánticas a largas distancias, involucraban principalmente la transferencia de fotones entrelazados. Por otro lado, Bao y sus colegas establecieron el entrelazamiento entre dos dispositivos de memoria cuántica basados ​​en átomos.

Esto podría permitir la conectividad entre varios nodos diferentes, lo cual es un requisito clave para establecer redes de computación cuántica confiables.

"El principal logro de nuestro trabajo reciente es que logramos la distancia más larga de distribución de entrelazamiento con memorias cuánticas", dijo Bao. "Tal entrelazamiento es el recurso fundamental para construir redes cuánticas y repetidores cuánticos".

El trabajo reciente de Bao y sus colegas es una contribución notable al área de investigación centrada en el establecimiento de una Internet cuántica. Su demostración del entrelazamiento entre dos sistemas de memoria cuántica a 12,5 km podría ser un paso importante para permitir comunicaciones cuánticas seguras a largas distancias.

"En el experimento actual, el enredo remoto generado aún no se anuncia, lo que limita sus aplicaciones adicionales", agregó Bao. "En un futuro cercano, planeamos implementar una versión anunciada, mientras tanto, también planeamos ampliar el número de nodos". + Explora más

Investigadores logran entrelazamiento récord de memorias cuánticas

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