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Los físicos diseñaron una nueva forma de luz que podría ayudar con la computación cuántica


Linternas simples inspiraron a un equipo del MIT a crear una adición única (y potencialmente innovadora) al estudio de la computación cuántica. Cuando uno enciende dos linternas en una habitación oscura donde se cruzan los rayos, no sucede nada en particular. Sin embargo, el equipo del MIT quería encontrar una manera de hacer que estos haces de luz interactuaran, como un Guerra de las Galaxias sable de luz.

Un paso más cerca de hacer realidad los sables de luz

Las últimas investigaciones "doblaron" ligeramente las reglas tradicionales de la física para demostrar que los fotones de un haz de luz podían interactuar. Este nuevo estudio acerca al mundo un paso más al uso de fotos en la computación cuántica (y sí, a hacer realidad los sables de luz).

Para el profesor Vladan Vuletic, quien dirigió a los investigadores, aprovechar los fotones de esta manera ciertamente no fue fácil.

"La interacción de fotones individuales ha sido un sueño muy largo durante décadas", dijo Vuletic en un comunicado. Vuletic también trabajó con el profesor Mikhail Lukin de la Universidad de Harvard, y los dos han estado trabajando en el proyecto durante años hasta que finalmente lograron un gran avance en 2013. La investigación más reciente enfatizó el poder potencial de los fotones.

El equipo proyectó rayos láser muy débiles a través de una densa nube de átomos de rubidio ultrafríos. En lugar de salir de la nube como fotos espaciales únicas y al azar, el equipo notó que los fotones se emparejaban en grupos de dos o tres. Por lo tanto, los investigadores investigaron más sobre una posible interacción entre los fotones.

En última instancia, Vuletic y el equipo concluyeron que los fotones pueden atraerse o entrelazarse entre sí. Sabiendo que los fotones interactúan de esta manera, el equipo ahora se pregunta si se pueden aprovechar para necesidades complejas, rápidas y basadas en la luz, como la computación cuántica.

"Así que era una pregunta abierta: ¿se pueden agregar más fotones a una molécula para hacer cosas cada vez más grandes?" Dijo Vuletic.

Aditya Venkatramani de Harvard también formó parte del equipo. Los investigadores no solo rastrearon el número y la velocidad de los fotones que viajan a través de la nube de átomo de rubidio enfriada, sino que también tomaron nota de en qué fase viajaban los fotones antes y después de pasar a través de la nube.

"La fase te dice qué tan fuertemente están interactuando, y cuanto más grande es la fase, más fuertes están unidos", dijo Venkatramani.

El equipo también notó que los grupos de tres fotones salieron de la nube al mismo tiempo con una fase diferente en comparación con lo que era antes de la interacción.

"Esto significa que estos fotones no son solo cada uno de ellos interactuando de forma independiente, sino que están todos juntos interactuando fuertemente", continuó Venkatramani.

"Si los fotones pueden influirse entre sí, entonces si puedes entrelazar estos fotones, y lo hemos hecho, puedes usarlos para distribuir información cuántica de una manera interesante y útil".

Vuletic y el equipo anticipan que este descubrimiento se aprovechará para varias aplicaciones diferentes.

"Los fotones pueden viajar muy rápido en largas distancias y la gente ha estado usando la luz para transmitir información, como en las fibras ópticas", dijo Vuletic. "Si los fotones pueden influirse entre sí, entonces si puedes entrelazar estos fotones, y lo hemos hecho, puedes usarlos para distribuir información cuántica de una manera interesante y útil".

Sin embargo, los investigadores admitieron abiertamente que sus descubrimientos están lejos de terminar y ciertamente quieren profundizar más en los movimientos y actividades de los fotones en diferentes circunstancias.

"Es completamente novedoso en el sentido de que a veces ni siquiera sabemos cualitativamente qué esperar", dice Vuletic. "Con la repulsión de los fotones, ¿pueden ser tales que formen un patrón regular, como un cristal de luz? ¿O sucederá algo más? Es un territorio muy desconocido".


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