Fibra óptica para comunicaciones cuánticas

Las tecnologías cuánticas prometen ofrecer en el campo de la computación una potencia de cálculo sin parangón, lo que permitirá resolver complejos problemas lógicos, desarrollar nuevos medicamentos y proporcionar técnicas criptográficas indescifrables para comunicaciones seguras, entre otras muchas aplicaciones prácticas.

La luz es un medio prometedor para la computación cuántica. Las partículas individuales de la luz (los fotones), poseen algunas propiedades cuánticas únicas que pueden ser aprovechadas por las tecnologías cuánticas.

Un ejemplo es el entrelazamiento cuántico, en el que dos fotones separados por una gran distancia no solo guardan información el uno sobre el otro, sino que pueden influir instantáneamente en sus propiedades. A diferencia de los bits binarios de los ordenadores clásicos (un cero o un uno), los pares de fotones entrelazados cuánticamente pueden existir como un cero y un uno al mismo tiempo, lo que amplia de manera espectacular la potencia de cálculo.

Una internet cuántica es un ingrediente esencial para permitir aprovechar todo el potencial de la computación cuántica.

Al igual que la internet actual, la internet cuántica se basará en la fibra óptica para transmitir información de nodo a nodo. Sin embargo, la fibra óptica para la internet cuántica deberá ser muy distinta de la empleada para la internet actual.

La fibra óptica utilizada hoy en día para transmitir información por todo el mundo es poco apta como soporte para las comunicaciones cuánticas ya que transmite luz a longitudes de onda que no son compatibles con las longitudes de onda operativas de las fuentes monofotónicas, los bits cuánticos y los componentes ópticos activos, que son necesarios para las tecnologías cuánticas basadas en la luz.

Una nueva generación de fibra óptica especialmente diseñada para comunicaciones cuánticas ha sido desarrollada por físicos de la Universidad de Bath en el Reino Unido, con el objetivo de hacer frente a los retos de transferencia de datos que se presentarán en la futura era de la computación cuántica.

Luz brillante guiada a través de una fibra óptica fabricada en la Universidad de Bath. (Foto: Cameron McGarry / University of Bath)

A diferencia de la fibra óptica normal, la nueva fibra fabricada en la Universidad de Bath tiene un núcleo microestructurado, formado por un complejo patrón de bolsas de aire que recorren toda la longitud de la fibra, lo cual optimiza el uso de las longitudes de onda idóneas para las comunicaciones cuánticas.

El trabajo lo ha efectuado un equipo integrado, entre otros, por Cameron McGarry y Kristina Rusimova.

Este equipo expone los detalles técnicos de su diseño en la revista académica APL Quantum, bajo el título “Microstructured optical fibers for quantum applications: Perspective”. (Fuente: NCYT de Amazings)