Átomos entrelazados cuánticamente en una red entre edificios de Innsbruck

Los iones atrapados son uno de los sistemas más ambiciosos y prometedores para construir ordenadores cuánticos y posibilitar otras tecnologías cuánticas.

Para enlazar varios sistemas cuánticos de este tipo se necesitan interfaces a través de las cuales pueda transmitirse la información cuántica. En los últimos años, unos científicos dirigidos por Tracy Northup y Ben Lanyon en la Universidad de Innsbruck en Austria han desarrollado un método para tal fin, basado en atrapar átomos en cavidades ópticas de modo que la información cuántica pueda transferirse eficazmente a partículas de luz (fotones). A continuación, las partículas de luz pueden enviarse a través de fibras ópticas para conectar átomos situados en distintos lugares.

Ahora, los equipos de Northup y Lanyon, junto con teóricos dirigidos por Nicolas Sangouard, de la Universidad de París-Saclay en Francia, han conseguido por vez primera entrelazar cuánticamente dos iones atrapados, separados entre ellos por una distancia muy superior a la reinante entre los extremos de una sala, que es la que ha venido siendo típica en esta clase de experimentos.

Los dos sistemas cuánticos se instalaron en dos laboratorios, uno en el edificio que alberga el Departamento de Física Experimental de la Universidad de Innsbruck y otro en el edificio que alberga el Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica de la Academia Austriaca de Ciencias. Hasta ahora, los iones atrapados solo se entrelazaban cuánticamente entre sí a pocos metros en un mismo laboratorio. Además, esos resultados se conseguían utilizando sistemas de control compartidos y fotones (partículas de luz) con longitudes de onda no aptas para viajar a distancias mucho mayores.

Tras años de investigación y desarrollo, los físicos de la Universidad de Innsbruck han conseguido entrelazar dos iones a través del campus.

Los nodos de la red cuántica se colocaron en dos edificios separados del campus. (Imagen: Harald Ritsch / Universität Innsbruck)

Haberlo conseguido demuestra que los iones atrapados son una base prometedora a partir de la cual confeccionar futuras redes distribuidas de ordenadores cuánticos, sensores cuánticos y relojes atómicos.

Northup, Lanyon y sus colegas exponen los detalles técnicos de su experimento y de los resultados del mismo en la revista académica Physical Review Letters, bajo el título “Entanglement of trapped-ion qubits separated by 230 meters”. (Fuente: NCYT de Amazings)