Manipular luz cuántica

Por vez primera, unos científicos han demostrado la capacidad de manipular e identificar pequeñas cantidades de fotones interactuantes con alta correlación.

La investigación en la que se ha comprobado esto la ha llevado a cabo el equipo de Sahand Mahmoodian, de la Universidad de Sídney en Australia, y Natasha Tomm, de la Universidad de Basilea en Suiza. También han colaborado la Universidad Leibniz de Hanover y la Universidad del Ruhr en Bochum, ambas en Alemania.

Este logro sin precedentes representa un hito importante en el desarrollo de las tecnologías cuánticas.

La emisión estimulada de luz, postulada por Einstein en 1916, se observa ampliamente para grandes cantidades de fotones y sentó las bases para la invención del láser. Gracias a la nueva investigación, la emisión estimulada se ha observado ahora también para fotones individuales.

En concreto, los científicos pudieron medir el retardo temporal directo entre un fotón y un par de fotones enlazados que se dispersándose desde un único punto cuántico.

Los puntos cuánticos son estructuras nanométricas creadas de manera artificial que en algunos aspectos se comportan como átomos artificiales.

"Esto abre la puerta a la manipulación de lo que podemos llamar 'luz cuántica'", destaca Mahmoodian.

Recreación artística de cómo unos fotones se enlazan después de una interacción con un átomo artificial. (Ilustración: The University of Basel)

Las aplicaciones del avance logrado incluyen avances en técnicas de medición cuántica y en computación cuántica fotónica.

Los próximos pasos en esta línea de investigación serán averiguar cómo puede utilizarse esta nueva capacidad de un modo que permita generar estados de luz útiles para la computación cuántica tolerante a fallos.

El equipo de Mahmoodian y Tomm expone los detalles técnicos de su avance en la revista académica Nature Physics, bajo el título “Photon bound state dynamics from a single artificial atom”. (Fuente: NCYT de Amazings)