Las dimensiones fotónicas sintéticas transforman el procesamiento de información cuántica en las telecomunicaciones modernas

MadridCientíficos del Institut national de la recherche scientifique (INRS) han logrado un avance significativo en el procesamiento de información cuántica utilizando dimensiones fotónicas sintéticas. Bajo la dirección del profesor Roberto Morandotti y en colaboración con equipos de Alemania, Italia y Japón, han introducido una nueva metodología para controlar estados cuánticos de la luz. Su investigación, publicada en la revista Nature Photonics, presenta un sistema que utiliza redes fotónicas sintéticas para gestionar y detectar fotones de manera más eficiente.

Aspectos clave de este descubrimiento incluyen:

• Creación de una rejilla fotónica sintética para la manipulación de estados cuánticos.
• Uso de caminatas cuánticas para procesar entrelazamientos de fotones de alta dimensión.
• Compatibilidad con la infraestructura de telecomunicaciones existente.

Método Innovador para Comprender Caminatas Cuánticas

Este innovador método investiga las caminatas cuánticas, las cuales han sido fundamentales en el avance de la computación cuántica durante los últimos 20 años. A diferencia de los paseos aleatorios clásicos, las caminatas cuánticas operan en un contexto cuántico, mejorando la velocidad y complejidad de los algoritmos. Los investigadores emplean redes fotónicas sintéticas para explorar más a fondo los comportamientos cuánticos. Estos sistemas utilizan dimensiones sintéticas para procesar información de manera eficiente, empleando dispositivos de fibra óptica comunes que funcionan con la tecnología de telecomunicaciones estándar.

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Las dimensiones fotónicas sintéticas permiten a los investigadores simular comportamientos cuánticos, como la simetría de paridad y tiempo y el flujo de luz como un superfluido. Estos conceptos se utilizaban principalmente en tecnologías no cuánticas, pero investigaciones recientes sugieren que podrían ser útiles en aplicaciones cuánticas. Este sistema puede controlar la luz clásica y entrelazada simultáneamente. Esta capacidad podría revolucionar áreas como la computación cuántica, la medición cuántica y las comunicaciones cuánticas seguras al mejorar el rendimiento y reducir los costos de infraestructura.

Sistemas cuánticos alcanzan altos niveles de rendimiento sin necesidad de nueva infraestructura. Se conectan fácilmente con sistemas de telecomunicaciones actuales y futuros, facilitando su implementación y asegurando redes cuánticas para el envío de datos personales.

Esta investigación no solo mejora las telecomunicaciones; también sugiere que las tecnologías cuánticas pronto podrían ser más accesibles y ampliables. Al centrarse en soluciones basadas en fibra óptica, se alinea con los sistemas de telecomunicación actuales, mostrando un avance significativo hacia el uso práctico de las tecnologías cuánticas. El trabajo del equipo del INRS representa un paso crucial para integrar complejos procesos cuánticos con tecnología cotidiana.