Imperfecciones atómicas acercan la comunicación cuántica al mundo real

Físicos liderados en la Universidad de Chicago han descubierto cómo manipular una extraña interfaz cuántica entre luz y materia en carburo de silicio en longitudes de onda de telecomunicaciones.

El trabajo, publicado en Physical Review X, avanza la posibilidad de aplicar principios mecánicos cuánticos a las redes de fibra óptica existentes para comunicaciones seguras y computación cuántica distribuida geográficamente.

“El carburo de silicio se utiliza actualmente para construir una amplia variedad de dispositivos electrónicos clásicos hoy en día”, dijo en un comunicado David Awschalom, profesor de ingeniería molecular, que lideró un equipo internacionale de trece científicos.

“Todos los protocolos de procesamiento están en su lugar para fabricar pequeños dispositivos cuánticos de este material. Estos resultados ofrecen una vía para introducir la física cuántica en el mundo tecnológico”, afirmó.

Los hallazgos se basan en parte en modelos teóricos de los materiales realizados por los coautores de Awschalom en la Academia de Ciencias de Hungría en Budapest. Otro grupo de investigación en la Universidad Linköping de Suecia ‘cultivó’ gran parte del material de carburo de silicio que el equipo de Awschalom probó en experimentos en Universidad de Chicago. Y otro equipo de los Institutos Nacionales de Ciencia y Tecnología Cuántica y Radiológica en Japón ayudó a los investigadores de Universidad de Chicago a producir defectos cuánticos en los materiales irradiándolos con haces de electrones.

La mecánica cuántica rige el comportamiento de la materia en los niveles atómico y subatómico de formas exóticas y contraintuitivas en comparación con el mundo cotidiano de la física clásica. El nuevo descubrimiento depende de una interfaz cuántica dentro de los defectos de escala atómica en carburo de silicio que genera la propiedad frágil del entrelazamiento, uno de los fenómenos más extraños previstos por la mecánica cuántica.

El entrelazado significa que dos partículas pueden estar tan inextricablemente conectadas que el estado de una partícula puede influir instantáneamente en el estado del otro, no importa cuán lejos estén.

“Esta naturaleza no intuitiva de la mecánica cuántica podría explotarse para asegurar que las comunicaciones entre dos partes no sean interceptadas o alteradas”, dijo Awschalom.

Los hallazgos mejoran la oportunidad inesperada de crear y controlar estados cuánticos en materiales que ya tienen aplicaciones tecnológicas, señaló Awschalom. La búsqueda del potencial científico y tecnológico de tales avances se convertirá en el foco de la recién anunciada Chicago Quantum Exchange, que Awschalom dirigirá.

Fuente: Europa Press

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