Para tecnologías futuras como las computadoras cuánticas y el cifrado cuántico, el dominio experimental de los sistemas cuánticos complejos es inevitable. Los científicos de la Universidad de Viena y la Academia de Ciencias de Austria han logrado dar otro salto. Mientras que los físicos de todo el mundo intentanA medida que aumentan el número de sistemas bidimensionales, llamados qubits, los investigadores alrededor de Anton Zeilinger están abriendo nuevos caminos: persiguen la idea de utilizar sistemas cuánticos más complejos como qubits y, por lo tanto, pueden aumentar la capacidad de información con el mismo número de partículas.Los métodos y tecnologías desarrollados podrían permitir en el futuro la teletransportación de sistemas cuánticos complejos. Los resultados de su trabajo "Experimental Greenberger-Horne-Zeilinger Entanglement Beyond QuBits" se publicaron recientemente en la revista Fotónica de la naturaleza .
Al igual que los bits en las computadoras convencionales, los QuBits son la unidad de información más pequeña en los sistemas cuánticos. Las grandes empresas como Google e IBM están compitiendo con los institutos de investigación de todo el mundo para producir un número cada vez mayor de QuBits entrelazados. La motivación clara es desarrollar uncomputadora cuántica en funcionamiento. Sin embargo, un grupo de investigación de la Universidad de Viena y la Academia de Ciencias de Austria está buscando un nuevo camino para aumentar la capacidad de información de los sistemas cuánticos complejos.
La idea detrás de esto es simple: en lugar de solo aumentar el número de partículas involucradas, la complejidad de cada sistema aumenta. "Lo especial de nuestro experimento es que, por primera vez, enreda tres fotones más allá de la bidimensional convencionalnaturaleza ", explica Manuel Erhard, primer autor del estudio. Para este propósito, los físicos vieneses utilizan sistemas cuánticos que tienen más de dos estados posibles, en este caso particular, el momento angular de las partículas de luz individuales. Estos fotones individuales ahora tienenuna mayor capacidad de información que QuBits. Sin embargo, el enredo de estas partículas de luz resultó ser difícil a nivel conceptual. Los investigadores superaron este desafío con una idea innovadora: un algoritmo informático que busca de forma autónoma una implementación experimental.
Con la ayuda del algoritmo informático Melvin, se descubrió una configuración experimental para producir este tipo de enredos. Al principio esto todavía era muy complejo, pero al menos funcionó en principio. Después de algunas simplificaciones, los físicos aún enfrentaban grandes desafíos tecnológicos.El equipo pudo resolver esto con tecnología láser de vanguardia y un puerto múltiple especialmente desarrollado ". Este puerto múltiple es el corazón de nuestro experimento y combina los tres fotones para que se enreden en tres dimensiones,"explica Manuel Erhard.
La propiedad peculiar del enredo de tres fotones en tres dimensiones permite la investigación experimental de nuevas preguntas fundamentales sobre el comportamiento de los sistemas cuánticos. Además, los resultados de este trabajo también podrían tener un impacto significativo en tecnologías futuras, como la cuánticateletransportación. "Creo que los métodos y tecnologías que desarrollamos en esta publicación nos permiten teletransportar una mayor proporción de la información cuántica total de un solo fotón, lo que podría ser importante para las redes de comunicación cuántica", señala Anton Zeilinger en el futuro deposibles aplicaciones.
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Materiales proporcionado por Universidad de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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