Investigadores de la Universidad de Basilea han construido un elemento de memoria cuántica basado en átomos en una pequeña celda de vidrio. En el futuro, estas memorias cuánticas podrían producirse en masa en un chip.
Es difícil imaginar nuestra vida sin redes como Internet o las redes móviles. En el futuro están previstas redes similares a las tecnologías cuánticas que permitirán la transmisión de mensajes mediante criptografía cuántica y permitirán conectar ordenadores cuánticos entre sí.
Al igual que sus contrapartes clásicas, estas redes cuánticas requieren elementos de memoria en los que la información pueda almacenarse en caché y reenviarse según sea necesario. Un equipo de investigadores de la Universidad de Basilea, dirigido por el profesor Philipp Trütlein, ha desarrollado este elemento de memoria que se puede fabricar con precisión y, por tanto, es apto para la producción en masa. Sus resultados fueron publicados recientemente en la revista científica Physical Review Letters.
Almacenamiento de fotones en celdas de vidrio.
Las partículas de luz son especialmente adecuadas para transmitir información cuántica. Los fotones se pueden utilizar para enviar información cuántica a través de cables de fibra óptica, a satélites o a un elemento de memoria cuántica. Allí, el estado mecánico cuántico de los fotones debe almacenarse con la mayor precisión posible y, tras un determinado periodo de tiempo, volver a convertirse en fotones.
Hace dos años, investigadores de Basilea demostraron que esto funcionaba bien utilizando átomos de rubidio en una celda de vidrio. “Sin embargo, esa celda de vidrio estaba hecha a mano y tenía un tamaño de varios centímetros”, afirma el investigador postdoctoral Dr. Roberto Mottola. «Para que sean adecuadas para el uso diario, estas células deben ser más pequeñas y poder producirse en grandes cantidades».
Esto es precisamente lo que Trottlein y sus colaboradores han logrado ahora. Para utilizar una célula mucho más pequeña, de sólo unos pocos milímetros de largo, que obtuvieron de la producción en masa de relojes atómicos, necesitaron desarrollar algunos trucos. Para obtener suficientes átomos de rubidio para el almacenamiento cuántico a pesar del pequeño tamaño de la celda, tuvieron que calentar la celda a 100 grados Celsius para aumentar la presión de vapor.
Además, expusieron los átomos a un campo magnético de 1 Tesla, que es 10.000 veces más fuerte que el campo magnético de la Tierra. Esto cambió los niveles de energía atómica de una manera que facilitó el almacenamiento cuántico de fotones utilizando un rayo láser adicional. Este método permitió a los investigadores almacenar fotones durante hasta 100 nanosegundos. Para entonces, los fotones libres habrían recorrido 30 metros.
Mil memorias cuánticas en un solo chip
“De este modo hemos construido por primera vez una memoria cuántica miniaturizada de fotones, de la que se pueden producir en paralelo unas 1.000 copias en un solo chip”, afirma Troutlein. En el experimento actual se ha demostrado el almacenamiento mediante pulsos láser fuertemente atenuados, pero en un futuro próximo Treutlein, en colaboración con el CSEM de Neuchâtel, también quiere almacenar fotones individuales en células en miniatura. Además, aún es necesario mejorar la forma de las células de vidrio, por ejemplo, almacenar fotones durante el mayor tiempo posible manteniendo su estado cuántico.
/Liberación General. Este material de la organización/autores originales puede ser de naturaleza cronológica y está editado para mayor claridad, estilo y extensión. Mirage.News no asume posiciones corporativas ni partidos, y todas las opiniones, posiciones y conclusiones expresadas aquí son únicamente las del autor (es). Ver en su totalidad aquí.
«Gurú del alcohol. Analista. Defensor de la comida. Aficionado extremo al tocino. Experto total en Internet. Adicto a la cultura pop. Pionero de viajes sutilmente encantador».