En una colaboración entre la Universidad de Aarhus y la Universidad del Sur de Dinamarca, los investigadores han descubierto una forma de restar un solo cuántico de luz de un rayo láser.
Este trabajo se ha publicado y seleccionado recientemente como Sugerencia del editor en Cartas de revisión física .
Este método allana el camino hacia la comunicación y la computación cuánticas futuras utilizando los aspectos sutiles de la mecánica cuántica para aplicaciones tecnológicas.
La luz está compuesta de pequeños paquetes indivisibles de energía, o partículas, conocidos como fotones. Una propiedad definitoria de los fotones es que no interactúan, simplemente se atraviesan sin verse afectados.
En el contexto de la comunicación cuántica, esta es una característica muy útil, ya que en última instancia permite la transmisión de baja pérdida de datos codificados ópticamente a distancias muy grandes. Sin embargo, muchas ideas emergentes para el procesamiento de información cuántica se beneficiarían enormemente de la capacidad de hacerdos fotones interactúan, por lo que uno puede afectar la propagación o el estado de otro.
En los últimos años, los gases atómicos ultrafríos han demostrado proporcionar un medio ideal para manipular la luz. Por ejemplo, utilizando una técnica conocida como transparencia inducida electromagnéticamente, se puede modificar drásticamente la velocidad de propagación de la luz y ralentizar la luz para asombrosamentevelocidades lentas de solo unos pocos metros por segundo.
Quizás aún más notablemente, uno puede detener la luz al convertir los fotones en excitaciones atómicas dentro del medio. Al revertir este proceso y mapear las excitaciones en los fotones, este procedimiento realiza una memoria cuántica fotónica, donde los fotones puedenser almacenado y recuperado temporalmente a pedido
Junto con el equipo de la Universidad de Aarhus y colaboradores del Joint Quantum Institute de la Universidad de Maryland, el equipo experimental en Odense ha implementado dicha memoria fotónica, pero con una forma especial de gas atómico en el que los átomos constituyentes presentan interacciones fuertes.
Esto efectivamente hace que los fotones sientan la presencia del otro en la memoria cuántica, lo que permite manipular la luz en un nivel no lineal. Usando esta idea, los grupos han ideado y demostrado una nueva forma de restar un solo fotón de un haz óptico mediante el usootro rayo de luz.
La idea general es almacenar primero un campo óptico y luego enviar otro a través del medio. Los fotones en el segundo haz se dan cuenta de los fotones almacenados e interactúan con ellos de tal manera que se etiquete exactamente y luego se descarteen la recuperación. Al ser despojado de un solo fotón, el haz de luz original se deja en un estado cuántico peculiar que en sí mismo tiene numerosas aplicaciones científicas y tecnológicas.
De hecho, la idea subyacente de manipular fotones utilizando una memoria cuántica no lineal es prometedora para muchas aplicaciones diferentes en la ciencia de la información cuántica. Si bien queda mucho por entender antes de que tales capacidades se vuelvan completamente operativas, el prototipo de sustractor de fotones es un hito importantea esta gran visión de las tecnologías cuánticas basadas en la interacción de fotones.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad del sur de Dinamarca . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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