Nueva fuente de luz cuántica

La mayoría de los conceptos de computación cuántica se basan en el uso de átomos ultrafríos o los espines de electrones individuales para que actúen como bits cuánticos, o qubits. Pero hace un par de décadas algunos investigadores tuvieron la idea de utilizar como bits cuánticos a los fotones, en vez de a objetos físicos. Entre otras ventajas, esto eliminaría la necesidad de equipamiento complejo y caro para controlar esos bits cuánticos de materia y para introducir y extraer datos de ellos. En su lugar, bastaría con espejos ordinarios y detectores ópticos.

La preparación de esos fotones es la clave. Cada fotón tiene que coincidir con precisión con las características cuánticas del anterior, y así sucesivamente. Estos fotones individuales deben ser idénticos e indistinguibles entre sí. Una vez que se consigue esa correspondencia perfecta, se puede pasar de necesitar una óptica muy sofisticada, a requerir tan solo un equipamiento sencillo.

El equipo de Alexander Kaplan y Moungi Bawendi, ambos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, ha demostrado que cierto material de tipo perovskita, o sea con una estructura como la del mineral de ese nombre, puede emitir un flujo de fotones idénticos. Concretamente, este material de tipo perovskita es a base de plomo y halita, y se presenta en forma de nanopartículas.

Aunque lo conseguido hasta el momento en esta línea de investigación y desarrollo es solo un descubrimiento fundamental de las capacidades de este material, en un futuro no muy lejano se podría avanzar hasta el punto de permitir la creación de nuevos ordenadores cuánticos con base óptica, así como la fabricación de dispositivos eficientes de teleportación cuántica para la comunicación.

Las imágenes microscópicas muestran la uniformidad de tamaño de los nanocristales de perovskita. (Imágenes: gentileza del equipo de investigación. CC BY-NC-ND 3.0)

Kaplan y sus colegas exponen los detalles técnicos de su descubrimiento y de los experimentos realizados en la revista académica Nature Photonics, bajo el título “Hong–Ou–Mandel interference in colloidal CsPbBr3 perovskite nanocrystals”. (Fuente: NCYT de Amazings)