El circuito en chip produce hasta seis fotones de microondas al mismo tiempo

Este circuito superconductor, hecho de niobio sobre un sustrato de cuarzo, puede emitir haces de hasta seis fotones de microondas. El recuadro muestra un primer plano de la unión de Josephson utilizada para inyectar portadores de carga con una energía específica en el resonador. Crédito:G. C. Ménard et al, Physical Review X (2022). DOI:10.1103/PhysRevX.12.021006

Un equipo de investigadores con miembros de la Universit´e Paris-Saclay, la Universidad de Ulm y el Instituto de Tecnologías Cuánticas ha desarrollado un circuito en chip que produce hasta seis fotones de microondas al mismo tiempo. En su artículo publicado en la revista Physical Review X , el grupo describe cómo construyeron el dispositivo, qué tan bien funcionó y su posible uso como una forma más eficiente de producir partículas entrelazadas.

En los últimos años, los científicos e ingenieros han encontrado múltiples usos para las partículas entrelazadas y han estado buscando una forma de producirlas de manera más eficiente. Por lo general, se crean utilizando un dispositivo que divide un solo fotón en dos fotones, cada uno con menos energía. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han adoptado un enfoque diferente:usar un circuito superconductor.

El circuito fue diseñado usando una unión Josephson, un inductor de bobina y un capacitor colocado en una base del tamaño de un chip. Una unión de Josephson es un dispositivo con dos tiras de superconductores colocados en una placa base separados por una corta distancia. Luego se coloca una barrera aislante entre ellos. Aplicar voltaje a una de las tiras empuja el voltaje a través del aislador, donde se crean los pares de electrones de Cooper. Estos hacen un túnel a través de la barrera, y la cantidad de energía que tienen depende de la cantidad de voltaje aplicado.

En el nuevo circuito, el inductor de la bobina y el condensador se ajustaron para que resonaran a frecuencias de microondas, y la cantidad de fotones emitidos por el dispositivo dependía del voltaje aplicado. El dispositivo es capaz de producir seis fotones al mismo tiempo. Los investigadores no probaron los fotones para determinar si estaban entrelazados, pero creen que se basaron en experimentos anteriores que habían realizado. Tampoco intentaron modificar el dispositivo para determinar si se podían producir más de seis fotones. Se requieren más pruebas, pero si el dispositivo funciona como se espera, podría señalar el comienzo de una nueva ola de investigación basada en grupos de partículas entrelazadas. + Explora más