Los científicos del Instituto de Computación Cuántica IQC de la Universidad de Waterloo han capturado las primeras imágenes de fotones ultrarrápidos que están enredados en el tiempo de energía. La nueva técnica tendrá aplicaciones directas para la criptografía cuántica y los protocolos de comunicación, incluida la posibilidad deestablecer canales de comunicación altamente seguros a largas distancias.
"Esta técnica nos permitirá explorar todo tipo de efectos cuánticos que eran inaccesibles porque los detectores eran simplemente demasiado lentos", dijo Jean-Philippe MacLean, autor principal del estudio y candidato a doctorado en el Departamento de Física y Astronomía enLa Facultad de Ciencias.
Para capturar uno de los eventos cuánticos más cortos posibles, los investigadores utilizaron una técnica conocida como activación óptica. Similar a la forma en que Harold Edgerton usó luces estroboscópicas de alta velocidad para capturar algunas de las imágenes más icónicas del siglo XX, el dispositivo utilizapulsos cortos de luz para obtener imágenes de los fotones a tiempo. Esta técnica permitió a los investigadores superar las limitaciones de los detectores de corriente y medir pares de fotones enredados con una resolución inferior a una billonésima de segundo.
"En los últimos 10 a 20 años, los investigadores han estado interesados en explorar y explotar el enredo del tiempo de energía para la comunicación", dijo MacLean. "Al poder medir fotones enredados ultrarrápidos, nuestra técnica de medición abre la puerta a la explotación del enredo enun régimen completamente nuevo "
El entrelazamiento del tiempo de energía es una característica de la luz cuántica. Ocurre cuando un par de fotones están fuertemente correlacionados tanto en su frecuencia como en el tiempo de llegada. Los científicos han estado interesados en explotar el enredo del tiempo de energía para obtener información cuántica, pero hasta ahora,carecían de la resolución tanto en energía como en tiempo para observarla directamente.
El nuevo aparato trae una herramienta frecuentemente utilizada en la investigación de óptica clásica para el mundo cuántico. En óptica clásica, la capacidad de medir con precisión tanto las características de energía como de tiempo de la luz en escalas de tiempo ultrarrápidas ha sido crítica para las innovaciones en física y espectroscopía láser..
"Ultrarrápido y cuántico representan dos fronteras de la ciencia óptica", dijo Kevin Resch, director ejecutivo interino de IQC y profesor del Departamento de Física y Astronomía de la Facultad de Ciencias ". Llevar técnicas de una de estas áreas a la otraabre posibilidades emocionantes "
El artículo se publica en Cartas de revisión física .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Waterloo . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :