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Consiguen un salto cuántico para la medición de la información

Investigadores alemanes han conseguido un mayor control de los estados cuánticos espaciotemporales de la luz, lo que supone un salto cuántico para la medición de la información. Han descrito el proceso de entrelazamiento de estados comprimidos, construido estados variables continuos multimodo complejos y ampliado el dominio espectral. Toda una proeza que impulsará las ciencias de la información cuántica.

Consiguen un salto cuántico para la medición de la información

Un proyecto dedicado a la óptica ultrarrápida ha ampliado el control que se posee sobre los estados cuánticos espaciotemporales de la luz y realizado progresos en las ciencias de la información cuántica.

La ciencia de la información cuántica podría resultar de gran ayuda para la metrología y para distintos sistemas de la tecnología de la información y la comunicación. No obstante, el grado de control de los estados cuánticos necesario para que el método supere a las técnicas convencionales dificulta sobremanera el aprovechamiento de estos principios.

Los «estados comprimidos en sistemas de variables continuas» es el método propuesto en este proyecto que podría resultar útil para controlar mejor los estados cuánticos, en parte por la posibilidad de escalar estos sistemas.

El proyecto financiado con fondos europeos QCUMBER (Quantum Controlled Ultrafast Multimode Entanglement and Measurement), ha estudiado el empleo de este tipo de estados comprimidos o estados multifotón, en distintos modos temporales basados en dispositivos ópticos integrados.

Mayor comprensión, menos pérdida

En un artículo publicado en la revista «Philosophical Transactions A» de la Royal Society, los investigadores explican los límites actuales de comprimir la guía de onda y los límites de pérdida en el proceso de conversión.

Los autores del artículo explican que durante los últimos decenios, se han logrado progresos importantes en estas tecnologías, de tal forma que ya es posible realizar operaciones que permiten un mayor grado de libertad espectral para la codificación de información.

Este nuevo proyecto ha combinado nuevas tecnologías para describir el proceso de entrelazamiento de estados comprimidos y construir estados variables continuos multimodo complejos.

El estudio descubrió que la compresión era posible hasta los veinte decibelios, si bien el comportamiento complicado del proceso generaba una degradación importante, lo que limita la eficacia de la conversión a menos del 90 %.

A pesar de su aparente modestia, los investigadores destacan lo prometedor que resulta este porcentaje para el futuro de la tecnología. Añaden que para aplicaciones en las que basta una eficiencia de conversión baja, estas cantidades no suponen un problema y las correspondencias entre fases pueden diseñarse utilizando un modelo sencillo sin necesidad de impulsar la potencia.

También el dominio espectral

En cuanto al dominio espectral, el equipo también logró que la compresión sobrepase ciertos límites, permitiendo así la corrección de errores para la computación cuántica. Un logro que impulsará el progreso de esta ciencia.

Los pulsos ultrarrápidos de luz objeto de esta investigación ofrecen oportunidades para conocer mejor las dinámicas de los sistemas subyacentes en escalas temporales de muy poca duración.

El control de los atributos cuánticos de la luz ha permitido ampliar los conocimientos de física fundamental que se extraen de la experimentación y que han sido básicos para el progreso de la comunicación y la metrología cuánticas.

QCUMBER se creó para investigar más oportunidades posibles en las relaciones entre las propiedades cuánticas de la luz en escalas temporales extremas y en espectros extremadamente anchos.

Al aprovechar la estructura de pulsos cuánticos ultrarrápidos se lograrán mediciones de la frecuencia temporal cada vez más precisos y se introducirán innovaciones en el proceso de información cuántica escalable, señalan los investigadores.

Referencia

Harnessing temporal modes for multi-photon quantum information processing based on integrated optics. Philosophical Transactions A. DOI: 10.1098/rsta.2016.0244

RedacciónT21

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