Un paso más cerca de la “Internet cuántica”

La obtención de redes cuánticas es uno de los principales retos de la física moderna. Ahora, una nueva investigación muestra una manera de generar fotones de alta calidad con chips de “estado sólido”, lo que nos lleva un paso más cerca de la “internet cuántica”.

Actualmente, varios sistemas de estado sólido están siendo investigados como candidatos para bits cuánticos de información, o qubits. También se está valorando la idoneidad de cada uno de varios enfoques para protocolos de comunicación cuánticos, y ya ha comenzado la carrera para identificar la mejor combinación. Un punto cuántico, uno de esos qubits, está hecho de nanocristales semiconductores insertados en un chip y puede ser controlado de manera electroóptica.

Los fotones individuales serán parte fundamental de las redes cuánticas. En primer lugar, son la elección natural para la comunicación cuántica, ya que transportan información de forma rápida y fiable a través de largas distancias. En segundo lugar, pueden participar en las operaciones de la lógica cuántica, siempre que todos los fotones que participen sean idénticos.

Desafortunadamente, la calidad de los fotones generados con qubits de estado sólido, incluyendo a los puntos cuánticos, puede ser baja debido a mecanismos de decoherencia presentes dentro de los materiales. Ante tantas diferencias entre fotones que deberían ser idénticos, el desarrollo de una red fotónica cuántica se enfrenta a un gran obstáculo.

Ahora, el equipo del físico Mete Atature, del Laboratorio Cavendish en la Universidad de Cambridge, Reino Unido, ha implementado una novedosa técnica para generar, con dispositivos de estado sólido, fotones individuales de propiedades ajustables. Estos investigadores están alcanzando una tasa alta de fotones individuales que son idénticos en calidad a los de los láseres.

Los resultados de esta línea de investigación sugieren que varios qubits distantes de una red cuántica distribuida pueden compartir una interconexión fotónica altamente coherente y programable que esté libre de las propiedades perjudiciales de los chips. Atature estima que alcanzar la capacidad de generar entrelazamiento cuántico y realizar teleportación cuántica entre qubits distantes con una fidelidad muy alta es ahora sólo cuestión de tiempo.