Un equipo internacional de investigadores dirigido por Maximilian Weißflog, con la participación de científicos de Jena y Canberra y con el apoyo de Darmstadt, ha logrado un avance significativo en la óptica cuántica. En su última publicación en la prestigiosa revista Nature, los científicos presentan un nuevo método para generar pares de fotones entrelazados utilizando materiales bidimensionales (2D). Este desarrollo podría abrir la puerta al cifrado cuántico en dispositivos móviles.
Fuente miniaturizada de fotones entrelazados
La fuente de pares de fotones entrelazados presentada en el artículo es notablemente pequeña: con un tamaño de tan solo 10x10x10 micrómetros (µm), se puede integrar fácilmente en dispositivos compactos. Esta es una ventaja significativa con respecto a las fuentes convencionales de fotones entrelazados, que suelen ser voluminosas y complejas de manejar.
Enredo ajustable
Otra característica destacada de esta nueva fuente es su capacidad de ajuste. El tipo de entrelazamiento de los pares de fotones generados puede modificarse mediante el láser de bombeo utilizado. Esta flexibilidad abre un amplio abanico de posibles aplicaciones, en particular en el campo de la comunicación cuántica y el cifrado cuántico. Los dispositivos móviles podrían beneficiarse de esta tecnología en el futuro al proporcionar canales de comunicación seguros basados en los principios de la mecánica cuántica.
Cooperación internacional
Un factor importante de este éxito es la colaboración entre la Universidad Friedrich Schiller de Jena, la Universidad Nacional Australiana de Canberra y las contribuciones adicionales de la Universidad Técnica de Darmstadt. Esta cooperación internacional dentro del Grupo Internacional de Formación en Investigación (IRTG) 2675 “Meta-Active” IRTG subraya la importancia de la colaboración mundial en la ciencia para lograr avances tecnológicos.
Posibles aplicaciones y perspectivas futuras
La capacidad de crear pares de fotones entrelazados a una escala tan pequeña y con propiedades ajustables podría tener implicaciones de gran alcance para el desarrollo de computadoras cuánticas y sistemas de comunicación cuántica. En particular, para las comunicaciones móviles y los dispositivos portátiles, esto abre un nuevo campo que hasta ahora ha permanecido sin explotar debido al tamaño y la complejidad de la tecnología requerida.
Los resultados de esta investigación marcan un paso significativo hacia las aplicaciones prácticas de la óptica cuántica y podrían formar la base para futuros desarrollos en la transmisión segura de datos.
El próximo objetivo de la investigación es aumentar la tasa de generación mediante el emparejamiento de fases cuasi e integrar la fuente en cavidades monolíticas de alta calidad para mejorar la tasa de generación de pares. También se explorará la integración de estas fuentes en chips fotónicos para desarrollar dispositivos QKD en miniatura. Además, se investigará el uso de nuevos materiales y metasuperficies para crear fuentes aún más brillantes y versátiles.
