Los investigadores de CRANN y la Facultad de Física del Trinity College Dublin han creado un nuevo dispositivo innovador que emitirá partículas individuales de luz o fotones, desde puntos cuánticos que son la clave para computadoras cuánticas prácticas, comunicaciones cuánticas y otros dispositivos cuánticos.
El equipo ha realizado una mejora significativa en diseños anteriores en sistemas fotónicos a través de su dispositivo, lo que permite la emisión direccional y controlable de fotones individuales y produce estados entrelazados de pares de puntos cuánticos.
Qubits y la promesa de la computación cuántica
La promesa de las computadoras cuánticas aprovecha las propiedades de los bits cuánticos - "qubits" - para ejecutar cálculos. Las computadoras actuales procesan y almacenan información en bits de 0s o 1s, mientras que los qubits pueden ser 0 y 1 simultáneamente. Eso significa que las computadoras cuánticastendrá poderes computacionales mucho mayores que las computadoras clásicas.
Los científicos están explorando diferentes opciones y diseños para hacer que la computación cuántica sea una realidad viable. Una idea propuesta utiliza sistemas fotónicos, haciendo uso de las propiedades cuánticas de la luz a nanoescala, como qubits. El equipo de Trinity explora dicho sistema en su artículo recientemente publicadoen el diario de alto perfil Nano letras .
Su sistema utiliza fotones individuales de luz emitidos de manera controlada en el tiempo y el espacio desde emisores cuánticos materiales a nanoescala conocidos como puntos cuánticos. Para aplicaciones como la computación cuántica, es necesario controlar las emisiones de estos puntos y producir cuánticos.enredo de emisión de pares de estos puntos.
El entrelazamiento cuántico es una propiedad fundamental de la mecánica cuántica y ocurre cuando un par o grupo de partículas se vinculan mecánicamente cuánticamente de tal manera que el estado cuántico de cada partícula del par no puede describirse independientemente del estado de los demás.Esencialmente, dos puntos cuánticos enredados pueden emitir fotones enredados.
El profesor John Donegan, CRANN y Trinity's School of Physics, dijo :
"El dispositivo funciona colocando una punta de metal dentro de unos pocos nanómetros de una superficie que contiene los puntos cuánticos. La punta es excitada por la luz y produce un campo eléctrico de tan enorme intensidad que puede aumentar en gran medida la cantidad de fotones individuales emitidos porlos puntos. Este campo fuerte también puede acoplar la emisión de pares de puntos cuánticos, enredando sus estados de una manera única para los emisores cuánticos de luz ".
La otra ventaja significativa es el mecanismo por el cual el dispositivo funciona sobre los dispositivos fotónicos de última generación para aplicaciones de computación cuántica.
El profesor Ortwin Hess, profesor de nanofotónica cuántica en la Trinity's School of Physics y CRANN, agregó: "Al escanear la punta de metal sobre la superficie que contiene los puntos cuánticos, podemos generar la emisión de fotones individuales según sea necesario. Tal dispositivo es mucho más simpleque los sistemas actuales que intentan fijar una punta de metal, o una cavidad, cerca de un punto cuántico. Ahora esperamos que este dispositivo y su funcionamiento tengan un efecto sorprendente en la investigación de emisores cuánticos para tecnologías cuánticas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Trinity College de Dublín . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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