Si alguna vez es posible construir un 'internet cuántico' súper seguro y súper inteligente, entonces enredado cuánticamente Es probable que los fotones sean esenciales para construirlo, y los científicos descubrieron una nueva forma muy útil de generarlos.
Entrelazamiento cuántico es el fenómeno donde dos partículas (como los fotones) obtienen Unidos entre sí, independientemente de la distancia física entre ellos. Si algo le sucede a una de las partículas, algo también le debe pasar a la otra.
Mientras que los físicos todavía no entienden completamente cómo entrelazamiento
Este estudio particular prevé que los fotones entrelazados cuánticamente se usen como distribución de claves cuánticas (QKD), una especie de internet cuántico de bajo nivel donde los datos clásicos en forma de 1s y 0s obtienen un nivel adicional de privacidad y seguridad a través de la física cuántica.
Hasta ahora, los fotones enredados desplegados para estos métodos de encriptación se han limitado al rango de luz infrarroja cercana de longitudes de onda de 700 a 1,550 nanómetros, lo que los hace vulnerables a la interferencia de gases absorbentes de luz y radiación solar.
En otras palabras, la conexión de datos solo funciona de noche: no es ideal para lo que supuestamente es una infraestructura de Internet de próxima generación.
Lo que muestra esta nueva investigación es cómo generar y detectar fotones enredados en la longitud de onda más larga de 2.1 micrómetros, que está protegida contra tal interferencia. El resultado final es un canal de comunicaciones mucho más confiable y estable.
"Hemos demostrado que los pares de fotones entrelazados por polarización pueden generarse, manipularse y detectarse con nuestro enfoque", escriben los investigadores en su artículo publicado.
"Este trabajo proporciona una nueva plataforma para la óptica cuántica y allana el camino para aplicaciones tecnológicas para la detección cuántica y las comunicaciones de larga distancia con seguridad cuántica dentro de este régimen de longitud de onda".
Para alcanzar su objetivo, los investigadores utilizaron un cristal no lineal hecho de niobato de litio: los pares de fotones enredados se crearon a través de pulsos de luz ultracortos de un láser transmitido al cristal.
La Internet cuántica, si podemos descubrir cómo construirla, promete ser mucho más poderosa, más segura y más privada que cualquier cosa que tengamos hoy. Por ejemplo, cualquier intento de piratería rompería al instante la conexión relevante por completo, lo que no es una mala red de seguridad.
Todavía estamos muy lejos de vivir este sueño, en la distancia, en la estabilidad, en la practicidad, pero las innovaciones como la que se informa aquí nos están acercando y girando constantemente computación cuántica de una hipótesis a una realidad.
"El próximo paso crucial será miniaturizar este sistema convirtiéndolo en dispositivos fotónicos integrados, haciéndolo adecuado para la producción en masa y para el uso en otros escenarios de aplicación", dice el físico cuántico Michael Kues, de la Universidad Leibniz de Hannover en Alemania.
La investigación ha sido publicada en Avances científicos.