Físicos logran transferir datos cuánticos entre diferentes materiales por primera vez

Físicos logran transferir datos cuánticos entre diferentes materiales por primera vez

Por CodigoOculto.com Científicos han dado un gran paso hacia la meta de las computadoras cuánticas, además de Internet cuántica para establecer la conexión entre ellas. Ahora, han logrado con éxito, utilizar fotones para transferir información cuántica de un lugar a otro, entre un gas atómico frío y un cristal sólido.

Esta hazaña de pasar datos entre estos dos «nodos» o tipos de almacenamiento muestra que es posible construir computadoras híbridas cuánticas que combinen varios nodos, haciéndolos más estables y prácticos de usar.

Un sistema híbrido como este combinaría potencialmente los beneficios de cada tipo de almacenamiento ofrecido por los nodos, según el equipo del The Institute of Photonic Sciences (IFCO) en España.

En declaraciones, Nicolas Maring, uno de los investigadores, dijo: «Es como tener nodos hablando en dos idiomas diferentes. Para que se comuniquen, es necesario convertir las propiedades de un solo fotón para que pueda transferir de manera eficiente toda la información entre estos diferentes nodos».

Hasta ahora nadie había logrado transferir información cuántica entre dos tipos de nodos, debido a que estos comunmente funcionan a diferentes anchos de banda y diferentes longitudes de onda.

En el experimento se ha demostrado que obtener un fotón entre ellos sin interferencia y con una señal es lo suficientemente fuerte es increíblemente complicado.

Para realizar este experimento, los investigadores utilizaron una técnica de codificación de fotones llamada time-bin encoding (codificación de intervalo de tiempo), que es muy adecuada para comunicar qubits y prevenir interferencias, como aquí, pero no tanto como para permitir que los qubits interactúen entre sí.

En este caso, los investigadores comenzaron con una nube de átomos de rubidio enfriados por láser, generando un qubit codificado en un solo fotón con un ancho de banda muy estrecho y una longitud de onda de 780 nanómetros.

Eso fue pasado con éxito al nodo receptor, un cristal con iones praseodimio, convirtiéndolo a una longitud de onda de 606 nanómetros.

Entre el nodo emisor y el receptor, el fotón se convirtió nuevamente, a una longitud de onda de 1552 nanómetros, para demostrar que esta red experimental podría algún día integrarse con nuestra infraestructura de telecomunicaciones actual.

El qubit se mantuvo durante aproximadamente 2,5 microsegundos y se recuperó con una fidelidad muy alta.

Estos qubits son los componentes básicos de la computación cuántica, capaces de estar en superposición (dos estados a la vez) a diferencia de los bits de la computadora de hoy, que tienen el valor único de 1 o 0.

Ilustración esquemática del gas (abajo a la derecha) y el cristal (arriba a la izquierda), y la transferencia realizada

Ilustración esquemática del gas (abajo a la derecha) y el cristal (arriba a la izquierda), y la transferencia realizada. Crédito: ICFO / Scixel

Una vez que descubramos cómo manipular estos qubits de manera confiable y precisa, los avances en el procesamiento de información serán ser enormes.

Aunque aquel día aún está muy lejos, estudios como este nos ayudarán a construir computadoras cuánticas híbridas que puedan enviar datos de manera efectiva a través de cables que ya esténn instalados.

Y debido a que diferentes tipos de nodos son mejores en diferentes tareas, como la codificación en el caso de un gas o el almacenamiento en el caso de un cristal, las redes híbridas son una vía importante para una mayor exploración cuando intentamos aprovechar todo el poder de la computación cuántica .

«Ser capaces de conectar nodos cuánticos con funcionalidades y capacidades muy diferentes y transmitir bits cuánticos por medio de fotones individuales entre ellos representa un hito importante en el desarrollo de redes cuánticas híbridas», dice uno de los investigadores, Hugues de Riedmatten.

La investigación ha sido publicada en la revista Nature.

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