DeNunCianDo - Ver Mensaje Individual - Crean una interfaz cuántica que conecta partículas de luz y átomos

MiL0 · 02-06-2010 , 17:57:13

Físicos alemanes han creado una interfaz cuántica que conecta partículas de luz y átomos, algo esencial para mejorar las capacidades de las tecnologías cuánticas. La interfaz puede incluso acercar a la física a la creación del primer ordenador cuántico. Los resultados de la investigación se han publicado en un artículo en la revista Physical Review Letters.

En dicho artículo, científicos de la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia (Alemania) explican que atrapar y establecer una interfaz óptica con átomos neutros enfriados por láser son acciones básicas para avanzar hacia la consecución de nuevas tecnologías cuánticas. El equipo logró ambos hitos haciendo interactuar átomos de cesio con un campo evanescente multicolor situado alrededor de una nanofibra óptica.
Estos átomos se atrapan mediante un haz de láser que atraviesa una fibra de vidrio cónica y extremadamente delgada, tan delgada que su diámetro es una centésima parte del de un cabello humano. El centro de la fibra es incluso más fino que la propia luz. Una vez liberada de la nanofibra, la luz se extiende por el espacio que rodea la fibra, creando un campo evanescente, y se acopla a los átomos atrapados.
De este modo se obtiene una interfaz cuántica basada en fibra de vidrio que puede utilizarse para transmitir información cuántica y que es básica para sistemas de comunicación cuántica a gran escala como la transmisión segura de información mediante criptografía cuántica. Sus descubridores opinan que la interfaz creada es adecuada para lograr sistemas cuánticos híbridos que combinen átomos con, por ejemplo, dispositivos cuánticos de estado sólido.
El director de la investigación, el Dr. Arno Rauschenbeutel de la Universidad de Maguncia, añadió que la interfaz «también podría ser útil para lograr un ordenador cuántico». Los ordenadores modernos se basan en transistores, mientras que el concepto de ordenador cuántico se fundamenta en fenómenos mecánicos cuánticos. Los ordenadores cuánticos a gran escala, de los que aún se está lejos, cambiarán radicalmente la forma en la que trabajamos.
Las redes de fibra óptica, por otro lado, ya forman parte de las comunicaciones modernas, pues los teléfonos e Internet se basan sobre todo en la transmisión de datos mediante cables de fibra óptica. La luz que viaja a través de estas redes consiste en fotones o cuantos de energía indivisibles, un descubrimiento realizado por Albert Einstein. Cada fotón es capaz de transmitir un bit de información que se corresponde con dos estados, cero o uno. En su estado cuántico, los fotones pueden existir de forma simultánea en ambos estados. En esta propiedad se basa, por ejemplo, la criptografía cuántica, que protege las comunicaciones frente a intrusiones.
Para aprovechar al máximo las posibilidades que brinda la comunicación cuántica es necesario almacenar la información cuántica que contiene cada fotón. Debido a que dichas partículas de luz no facilitan esta precisa tarea, los físicos indican que sería mejor transmitir a átomos la información cuántica que contienen. Para ello es necesario crear una interfaz entre fotones y átomos cuya aplicación sea sencilla en redes de fibra óptica.