Investigadores del instituto de investigación MESA + de la Universidad de Twente han logrado transmitir más de 10 bits de información con un solo fotón. Lo lograron utilizando un método ingenioso para detectar fotones individuales. Los conocimientos adquiridos en este estudio se pueden utilizar para mejorar laseguridad y velocidad de la comunicación cuántica. Los resultados de la investigación se publicaron en la revista científica Óptica Express .
Cuando se les pregunta "¿Cuánta información se puede transmitir con un solo fotón?", La mayoría de los científicos responden "un bit" ya sea un "1" o un "0". Sin embargo, en teoría, no hay límite paracantidad de información que puede transmitir con un solo fotón. Sin embargo, existen muchas consideraciones prácticas que limitan la cantidad de información por fotón. Con un método innovador, los investigadores de la Universidad de Twente ahora han logrado transmitir no menos de 10,5 bits de información conuna sola partícula de luz.
método
El profesor Pepijn Pinkse, uno de los investigadores involucrados, explica cómo funciona el sistema. "Puede compararlo con colocar un puntero láser en letras montadas en un tablero de ranura. La letra iluminada es la información contenida en la luz del puntero láser.El número de letras en el tablero de ranura determina la cantidad de información que puede transmitir con la luz ". La principal diferencia es que el profesor Pinkse y su equipo crearon un alfabeto de 9072 caracteres y, a diferencia del puntero láser de la analogíaanterior - transmitió la información con un solo fotón. Ese fue el desafío clave en este estudio: la detección de un solo fotón. Esto se debe a que el ruido fotones aleatorios puede impedir la medición. Los investigadores idearon un truco inteligente para eliminar cualquier ruido.El hecho de que los fotones azules individuales se pueden dividir en exactamente dos fotones rojos. Los investigadores organizaron para que el primer fotón enviara una señal al detector que es comparable a una cámara digital, que luego abrió up muy brevemente.Usando un espejo, el segundo fotón se dirigió a la letra deseada del alfabeto especialmente creado.Sin embargo, obligaron a este fotón a hacer un pequeño desvío, de modo que llegó a la letra objetivo exactamente al mismo tiempo que se abrió el detector.Ese fue el único instante en el que los fotones pudieron pasar al detector.De esta manera, los investigadores pudieron eliminar el ruido.
En términos prácticos, es difícil especificar la cantidad máxima de información que se puede transmitir con un solo fotón, según Pinkse. "Con nuestro método, no hay límite teórico para la cantidad de información que se puede enviar. La cantidadde información depende del tamaño del alfabeto que cree. Pero, incluso si pudiera crear un alfabeto con tantos caracteres como átomos hay en todo el universo, solo podría transmitir un máximo de 270 bits con un fotón. "
estudio
El profesor Pinkse, que originalmente se hizo un nombre al desarrollar una tarjeta de crédito imposible de piratear, dice que el objetivo principal de este estudio es elevar las comunicaciones cuánticas a un nivel superior. "Cuanta más información pueda transmitir con fotones, más segura ycuanto más rápido puedas hacer la comunicación cuántica ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Twente . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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