Chip fotónico con un resonador de microanillo nanofabricado en una fundición comercial. Crédito:Joel Tasker, Laboratorios QET
Un equipo de físicos dirigido por Bristol ha encontrado una manera de operar sensores fotónicos fabricables en masa en el límite cuántico. Este avance allana el camino para aplicaciones prácticas como el control de gases de efecto invernadero y la detección del cáncer.
Los sensores son una característica constante de nuestra vida cotidiana. Aunque a menudo pasan desapercibidos, los sensores brindan información crítica esencial para la atención médica moderna, la seguridad y el monitoreo ambiental. Solo los automóviles modernos contienen más de 100 sensores y este número solo aumentará.
La detección cuántica está lista para revolucionar los sensores actuales, aumentando significativamente el rendimiento que pueden lograr. Mediciones más precisas, rápidas y confiables de cantidades físicas pueden tener un efecto transformador en todas las áreas de la ciencia y la tecnología, incluida nuestra vida diaria.
Sin embargo, la mayoría de los esquemas de detección cuántica se basan en estados especiales de luz o materia entrelazados o comprimidos que son difíciles de generar y detectar. Este es un obstáculo importante para aprovechar toda la potencia de los sensores de limitación cuántica y desplegarlos en escenarios del mundo real.
En un artículo publicado en Physical Review Letters , un equipo de físicos de las Universidades de Bristol, Bath y Warwick ha demostrado que es posible realizar mediciones de alta precisión de importantes propiedades físicas sin necesidad de sofisticados estados cuánticos de luz y esquemas de detección.
La clave de este avance es el uso de resonadores de anillo, diminutas estructuras de pista de carreras que guían la luz en un bucle y maximizan su interacción con la muestra en estudio. Es importante destacar que los resonadores de anillo se pueden fabricar en masa utilizando los mismos procesos que los chips de nuestras computadoras y teléfonos inteligentes.
Alex Belsley, laboratorios de tecnología de ingeniería cuántica (QET Labs) Ph.D. estudiante y autor principal del trabajo, dijo:"Estamos un paso más cerca de todos los sensores fotónicos integrados que operan en los límites de detección impuestos por la mecánica cuántica".
El empleo de esta tecnología para detectar cambios en el índice de refracción o absorción se puede utilizar para identificar y caracterizar una amplia gama de materiales y muestras bioquímicas, con aplicaciones tópicas desde el control de gases de efecto invernadero hasta la detección del cáncer.
El profesor asociado Jonathan Matthews, codirector de QETLabs y coautor del trabajo, afirmó:"Estamos realmente entusiasmados con las oportunidades que ofrece este resultado:ahora sabemos cómo utilizar procesos de fabricación en masa para diseñar sensores fotónicos a escala de chip que funcionan a el límite cuántico". Físicos que desarrollan sensores mejorados cuánticamente para aplicaciones de la vida real
