¿Misión imposible? Detener la luz

Imagen: Douglas James / Pexels

Un equipo de científicos puede detener y liberar fotones individuales con solo pulsar un botón. Su técnica puede utilizarse para diversas aplicaciones, como las comunicaciones sin errores.

 

Cordis / Poder detener la luz y aprovechar su velocidad increíble podría ser la clave para desarrollar ordenadores cuánticos superpotentes, conectarlos a redes cuánticas de alta capacidad y velocidad además de desarrollar sensores de mayor precisión y comunicaciones sin errores. ¿Pero puede detenerse la luz, la cosa más veloz del universo?

Con el apoyo del proyecto LIMQUET, financiado con fondos europeos, un equipo de científicos ha detenido la luz durante pequeñas fracciones de segundo y la ha liberado con solo pulsar un botón.

Los científicos pueden, incluso, detener partículas de luz individuales, o fotones, «que se utilizan en la tecnología cuántica como portadores de datos»

Los científicos pueden, incluso, detener partículas de luz individuales, o fotones, «que se utilizan en la tecnología cuántica como portadores de datos», como señala una noticia en el sitio web del socio del proyecto LIMQUET, la Universidad Técnica de Darmstadt (TU Darmstadt).

Consideran la luz como un candidato intrigante para la computación cuántica porque puede transferir datos rápidamente entre dos puntos a lo largo de las redes de fibra óptica. Los datos transferidos se mantienen intactos debido a la interacción débil de los fotones con el entorno exterior. Sin embargo, para aprovechar el potencial de la luz, los científicos necesitan lograr una interacción fuerte entre los fotones, algo que no ocurre por naturaleza.

La noticia señala: «En los ordenadores cuánticos del futuro, los fotones tendrán que transferir sus datos a átomos y viceversa, por ejemplo. También a este fin, debe intensificarse la interacción entre ambos tipos de partículas, lo que los fotones detenidos por el grupo de TU Darmstadt podría hacer posible».

Los investigadores utilizan «una fibra de vidrio especial con un canal hueco en su centro con un diámetro inferior a una diezmilésima de milímetro»

Como se explica en la misma noticia, los investigadores utilizan «una fibra de vidrio especial con un canal hueco en su centro con un diámetro inferior a una diezmilésima de milímetro. Una estructura porosa rodea el centro de la fibra y mantiene la luz bajo control. Esto provoca la concentración de un haz de láser en el centro del canal hueco. Su sección transversal se estrecha hasta aproximadamente una milésima de milímetro».

La noticia añade que el equipo utiliza «el haz de luz como un tipo de trampa para los átomos. Introducen átomos de rubidio en la fibra hueca que se concentran en el centro del haz de láser debido a fuerzas electromagnéticas. Entonces, los investigadores envían al canal los fotones que quieren detener». El fotón es detenido por completo por dos haces de láser adicionales «que son guiados hacia dentro de la fibra hueca en ambos extremos».

 

Procesamiento cuántico de información

Los investigadores han publicado hace poco sus conclusiones en la revista «Optics Express». Señalaron: «Una plataforma experimental operativa a nivel de cuantos individuales y que posibilita un acoplamiento fuerte entre luz y materia es un requisito clave para el procesamiento cuántico de información. En nuestro trabajo mostramos que las fibras fotónicas huecas de banda prohibida rellenadas con átomos enfriados con láser podría servir como dicha plataforma, a pesar de sus propiedades típicas y complicadas de birrefringencia. A este fin, presentamos en detalle un estudio teórico y experimental para identificar una fibra con propiedades adecuadas para lograr operaciones a nivel de fotón individual».

El proyecto LIMQUET (Light-Matter Interfaces for Quantum Enhanced Technology) en curso ofrece formación de alto nivel a jóvenes investigadores en una red compuesta por socios académicos e industriales de Alemania, Bulgaria, Francia, el Reino Unido y Suiza.

Su enfoque es «el desarrollo de técnicas innovadoras para crear un interfaz entre luz y materia a nivel cuántico mediante la utilización de átomos, nanoestructuras y fotones, con aplicaciones para la óptica y el procesamiento cuántico de información», señala el sitio web del proyecto.

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