Los científicos de la Universidad de Paderborn han utilizado un nuevo método para determinar las características de los estados cuánticos ópticos. Por primera vez, están utilizando ciertos detectores de fotones (dispositivos que pueden detectar partículas de luz individuales) para la llamada detección homodina.
La capacidad de caracterizar estados cuánticos ópticos convierte al método en una herramienta esencial para el procesamiento de información cuántica. Un conocimiento preciso de las características es importante para su uso, por ejemplo, en ordenadores cuánticos. Los resultados se han publicado ahora en Optica Quantum.
"La detección homodina es un método utilizado frecuentemente en óptica cuántica para investigar la naturaleza ondulatoria de los estados cuánticos ópticos", explica Timon Schapeler del grupo de trabajo "Óptica cuántica mesoscópica" de Paderborn en el Departamento de Física.
Junto con el Dr. Maximilian Protte, utilizó el método para investigar las llamadas variables continuas de los estados cuánticos ópticos. Esto implica las propiedades variables de las ondas de luz. Estos pueden ser, por ejemplo, la amplitud o la fase, es decir, el comportamiento de oscilación de las ondas, que son importantes, entre otras cosas, para la manipulación selectiva de la luz.
Por primera vez, los físicos utilizaron para las mediciones detectores de fotón único de nanocables superconductores (SNSPD), actualmente los dispositivos más rápidos para el recuento de fotones. Con su configuración experimental especial, los dos científicos han demostrado que un detector homodino con SNSPD tiene una respuesta lineal al flujo de fotones de entrada. Traducido, esto significa que la señal medida es proporcional a la señal de entrada.
"En principio, la integración de detectores superconductores de fotón único aporta muchas ventajas en el ámbito de las variables continuas, entre ellas la estabilidad de fase intrínseca. Estos sistemas también tienen una eficiencia de detección en chip de casi el 100%. Esto significa que no se pierden partículas durante Nuestros resultados podrían permitir el desarrollo de detectores homodinos altamente eficientes con detectores sensibles a un solo fotón", afirma Schapeler.
Trabajar con variables continuas de luz abre nuevas y apasionantes posibilidades en el procesamiento de información cuántica más allá de los qubits, las unidades informáticas habituales de los ordenadores cuánticos.
Más información: Maximilian Protte et al, Detección homodina equilibrada de bajo ruido con detectores de fotón único de nanocables superconductores, Optica Quantum (2023). DOI:10.1364/OPTICAQ.502201
Proporcionado por la Universidad de Paderborn
