El grupo de Otto-Hahn “Quantum Networks” en el Instituto “Max-Planck of Quantum Optics” en Garching, Alemania, ha llevado a cabo una investigación sobre lo que llama un “módem cuántico”.

Y en el lapso de esta semana, se anunció que han logrado el primer avance en una tecnología que es relativamente simple, pero que considera efectiva para la integración en las redes de fibra óptica existentes.

Los investigadores publicaron los resultados de su estudio el miércoles en la revista científica Physical Review X (PRX).


La investigación sobre un internet cuántico se ha multiplicado en los últimos años en varios laboratorios de todo el mundo. De hecho, la primera revolución cuántica dio origen a la electrónica de semiconductores, los láseres y finalmente Internet.

Por lo tanto, se cree que la segunda revolución cuántica que vendrá garantizará una comunicación a prueba de espionaje, sensores cuánticos extremadamente precisos y computadoras cuánticas para tareas de procesamiento que antes no estaban resueltas.

Sin embargo, esta revolución aún está en pañales. Un objeto central de investigación es una interfaz entre los dispositivos cuánticos locales y los cuantos de luz que permiten la transmisión remota de datos cuánticos altamente sensibles.

“Más tarde, la Internet cuántica podría usarse para conectar computadoras cuánticas ubicadas en diferentes lugares”, dijo el físico alemán Andreas Reiserer, que dirige el equipo de investigación independiente Otto-Hahn “Quantum Networks”. Sin embargo, esto requiere interfaces apropiadas para información cuántica extremadamente sensible.

Según los investigadores, este es un gran desafío técnico, por lo que tales interfaces están en el corazón de la investigación básica.

Deben asegurarse de que los bits cuánticos estacionarios, qubits para abreviar, interactúen eficazmente con los qubits “móviles” para las comunicaciones de larga distancia sin destruir la información cuántica.

Los qubits estacionarios estarán ubicados en dispositivos locales, por ejemplo, la memoria o el procesador de una computadora cuántica. Los qubits voladores serán típicamente cuantos de luz o fotones, que transportarán información cuántica en el aire, en el vacío espacial o mediante redes de fibra óptica.

¿Pero, que es un Modem cuántico?

El módem cuántico está destinado a establecer de manera eficiente una conexión entre qubits móviles y estacionarios. Entonces, el equipo desarrolló nueva tecnología y demostró su funcionalidad básica.

Según ellos, la ventaja crucial de la tecnología es que podría integrarse en la red de telecomunicaciones de fibra óptica existente. Para que este sistema funcione, los fotones enviados o recibidos por el módem como portadores de información cuántica deben coincidir con precisión con la longitud de onda infrarroja de la luz láser utilizada para las telecomunicaciones.

Esto significa que el módem debe tener qubits en reposo que puedan reaccionar con precisión a esos fotones infrarrojos con un salto cuántico. Solo entonces se puede transmitir información cuántica sensible directamente entre qubits inactivos y qubits móviles. Una amplia investigación realizada por el grupo ha demostrado que el elemento “erbio” es el más adecuado para este propósito. Desafortunadamente, los átomos de erbio son muy reacios a dar este salto cuántico. Por tanto, deben ubicarse en un entorno que les obligue a reaccionar más rápidamente.

Para resolver este problema, los átomos de erbio y los fotones infrarrojos se bloquean en un espacio adecuado durante el mayor tiempo posible.

 “Puede pensar en ello como una fiesta, que debería estimular la mejor comunicación posible entre, digamos, diez invitados”, explicó Reiserer. El tamaño del espacio es crucial aquí. “En un estadio de fútbol, ​​los invitados se perderían, una cabina telefónica, a su vez, sería demasiado pequeña, pero una sala de estar serviría”, continuó el físico. Dicho esto, la fiesta terminaría pronto, ya que los fotones viajan a la velocidad de la luz y, por lo tanto, son muy volátiles y siempre están tentados a irse.

Según el grupo, estos repetidores cuánticos también son objeto de investigación internacional.

“Aunque un dispositivo de este tipo basado en nuestra tecnología costaría alrededor de cien mil euros, su uso generalizado no sería poco realista”, dijo Reiserer.

El módem cuántico del grupo de Otto-Hahn “Quantum Networks” sigue siendo una investigación puramente fundamental. Sin embargo, tiene el potencial de avanzar en la realización técnica de un Internet cuántico.

Fuente: https://sciencemint.com