Fibras ópticas de próxima generación para la era de la computación cuántica

MadridFísicos de la Universidad de Bath han desarrollado nuevas fibras ópticas para la futura computación cuántica. Las tecnologías cuánticas tienen un gran potencial, como resolver problemas complejos, crear nuevos medicamentos y habilitar comunicaciones seguras.

Las fibras ópticas convencionales en las redes de cable actuales tienen núcleos sólidos y no son adecuadas para las comunicaciones cuánticas. Las nuevas fibras de Bath cuentan con un núcleo único con bolsillos de aire que las hace más útiles para este propósito.

La Dra. Kristina Rusimova de la Universidad de Bath explicó que sus fibras transmiten luz de una manera única. Las fibras convencionales limitan las longitudes de onda de la luz debido al vidrio de sílice, lo cual no es adecuado para fuentes de un solo fotón, qubits y otros componentes cuánticos. Sin embargo, las fibras de Bath están diseñadas para cumplir con estas necesidades específicas.

Características principales incluyen:

• Núcleo microestructurado con cavidades de aire
• Compatibilidad con fuentes de fotones individuales y qubits
• Posibilidad de integrar repetidores cuánticos

La luz tiene un gran potencial para la computación cuántica. Los fotones, que son partículas de luz, poseen propiedades especiales. Una propiedad destacada es la entrella cuántica. Dos fotones entrelazados pueden compartir y afectar la información del otro, incluso si están a gran distancia. Esto podría dar lugar a una computación extremadamente potente. A diferencia de los bits clásicos, los fotones entrelazados pueden ser simultáneamente un uno y un cero.

El Dr. Cameron McGarry, quien solía trabajar en Bath, destacó la importancia de un internet cuántico en un artículo reciente. Este nuevo internet requerirá fibras ópticas especiales, diferentes a las que usamos actualmente. Estas fibras permitirán el desarrollo de redes cuánticas a gran escala y nuevas tecnologías.

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Los investigadores han abordado los desafíos de desarrollar una internet cuántica. Las fibras especiales son cruciales para ello. Facilitarán la comunicación a larga distancia y los repetidores cuánticos. Estos repetidores amplían el alcance de la tecnología cuántica.

Las fibras especiales tienen múltiples aplicaciones más allá de la conexión de nodos de red. Pueden facilitar la computación cuántica en estos puntos. También pueden generar fotones entrelazados, cambiar longitudes de onda, funcionar como interruptores de baja pérdida o actuar como almacenamiento de memoria cuántica.

El Dr. McGarry explicó cómo funciona el diseño especial de estas fibras. Los bolsillos de aire que tienen permiten a los científicos modificar el comportamiento de la luz. Esto puede ser utilizado para crear pares de fotones enlazados, cambiar los colores de los fotones y atrapar átomos dentro de las fibras.

La investigadora posdoctoral Dr. Kerrianne Harrington destacó los rápidos avances en las fibras ópticas microestructuradas. Estas son de gran importancia para la industria. La investigación del equipo de Bath muestra desarrollos prometedores y posibles ventajas para las futuras tecnologías cuánticas.

El Dr. Alex Davis, becario de Aceleración de Carreras Cuánticas, explicó que estas fibras pueden contener la luz de manera eficaz y transportarla a largas distancias. Esto es crucial para generar estados especiales de luz cuántica. Tienen aplicaciones en la computación cuántica, mediciones precisas y la encriptación segura de datos.

El objetivo es desarrollar un dispositivo cuántico que supere a las computadoras tradicionales. Investigadores en Bath han identificado retos que podrían abrir nuevas vías de investigación. Las fibras especiales que han creado podrían acercarnos a este objetivo.