Dispositivo minúsculo capaz de generar entrelazamiento cuántico
FÍSICA Y TECNOLOGÍA CUÁNTICAS.
La mecánica cuántica lleva más de un siglo intrigando a los físicos que observan e intentan interpretar las extrañas maneras en que fotones, electrones y otras partículas subatómicas interactúan a escalas extremadamente pequeñas.
Y desde hace décadas, la mecánica cuántica atrae también el interés de ingenieros que buscan modos de aprovechar los exóticos fenómenos de este campo de la física para crear nuevas tecnologías.
Representación gráfica del concepto de fotones que pasan a estar entrelazados cuánticamente gracias a la acción del nuevo dispositivo. Ilustración: Ella Maru Studios
En las observaciones típicas de uno de estos fenómenos, llamado entrelazamiento cuántico, dos fotones se interconectan de tal manera que el estado de uno de ellos cambia instantáneamente para coincidir con el estado de su fotón emparejado, sin importar lo lejos que estén uno del otro.
Hace casi 80 años, Albert Einstein se refirió coloquialmente a este fenómeno como “acción fantasmal a distancia”. Hoy en día, el entrelazamiento cuántico es objeto de programas de investigación en todo el mundo y se está convirtiendo en la forma favorita de implementar la unidad más fundamental de información en la computación cuántica: el bit cuántico o qubit.
Actualmente, la forma más eficiente de crear pares de fotones entrelazados cuánticamente requiere enviar ondas de luz a través de un cristal lo bastante grande como para poder verlo sin microscopio. Unos científicos han ideado ahora un nuevo método para crear estos pares de fotones en un dispositivo mucho más pequeño que utiliza menos energía y que consigue un mayor rendimiento.
El equipo responsable de este avance lo integran, entre otros, Chiara Trovatello y P. James Schuck, de la Universidad de Columbia en la ciudad estadounidense de Nueva York.
Con solo 3,4 micrómetros de grosor, el nuevo dispositivo permite vislumbrar un futuro en el que este importante componente de muchos sistemas cuánticos, el generador de fotones entrelazados cuánticamente, pueda caber en un chip de silicio. Este cambio permitiría aumentar considerablemente la eficiencia energética y las capacidades técnicas generales de los dispositivos cuánticos.
Para crear el nuevo dispositivo, los investigadores utilizaron cristales muy delgados de disulfuro de molibdeno, un material que posee peculiaridades aprovechables para el entrelazamiento cuántico. Colocaron, apiladas una sobre la otra, seis de estas placas de cristal, con cada placa girada 180 grados con respecto a las placas de cristal de encima y debajo. A medida que la luz viaja a través de esta pila, un fenómeno exótico actúa sobre las propiedades de la luz, permitiendo la creación de fotones emparejados.
Trovatello, Schuck y sus colegas exponen los detalles técnicos de su logro en la revista académica Nature Photonics, bajo el título “Quasi-phase-matched up- and down-conversion in periodically poled layered semiconductors”.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings