Investigadores del Laboratorio Nacional de Los Álamos han logrado crear fuentes de luz cuántica con las que podría desarrollarse el internet cuántico. Una red ideal que le permitiría a los dispositivos intercambiar información segura a una velocidad nunca antes vista.

Las redes de comunicación que conocemos hoy en día utilizan fuentes de luz para enviar información mediante los fotones, pequeñas partículas que se mueven como ondas. Estos fotones de luz viajan a través de las fibras ópticas para llegar a un dispositivo. Funcionan básicamente como las ondas de radio en los canales de AM y FM, por lo que los mensajes no son instantáneos. 

Pero en la comunicación cuántica, la información se codifica solo con un fotón. La posición de ese fotón en la onda es la que permite conectar dos computadoras cuánticas entre sí. Es por eso que los científicos han buscado por décadas la forma de crear “fuentes de luz cuánticas”, es decir, de un solo fotón. Y finalmente han encontrado la forma de conectar estas redes con semiconductores bidimensionales.

Sobre las fuentes de luz cuánticas

Cerca de tocar, sentir y vivir el internet de forma difeente / Vía Pixabay

Los investigadores demostraron recientemente que sus emisores de luz 2D funcionan con las redes de comunicación actuales. Lo que significa que, por primera vez, pueden enviar mensajes con un solo fotón a través de la fibra óptica que utilizamos a diario.

Para lograr este hito en la ciencia cuántica, el equipo combinó varias capas de semiconductores de telururo de molibdeno de tamaño nanométrico. Esto con la finalidad de crear fuentes de luz que nos acercaran al internet cuántico.

Además, desarrollaron un protocolo de ingeniería de tensión para sintonizar sus fuentes a las bandas de telecomunicaciones O y C. Este protocolo también les permitió emitir fotones individuales con una pureza del 90% y una temperatura de funcionamiento de 77 Kelvin. En pocas palabras, un rango operativo ideal para enviar información cuántica. 

“Hemos demostrado que es posible este tipo de fuentes de luz sintonizables adecuadas para su uso en sistemas de telecomunicaciones”.

US Department of Energy 

Cada vez más cerca del internet cuántico

Vía Pixabay

Sus resultados sugieren que es posible integrar estas nuevas fuentes de luz bidimensionales a las redes de comunicación existentes, y con ello, crear un internet cuántico. 

Además, al ser objetos en 2D, creados con materiales relativamente económicos, es posible construir varios dispositivos similares. Algo que no suele pasar con las computadoras cuánticas, que son difíciles de construir a gran escala y ello dificulta la expansión de este tipo de tecnología. 

Por lo tanto, sí estamos un paso más cerca del internet cuántico. Pero, para poder tener conexiones más rápidas que la velocidad de la luz, se necesitan dispositivos cuánticos. Ambos dispositivos son dependientes el uno del otro, por lo que el próximo paso ideal sería diseñar computadoras y teléfonos cuánticos igual de económicos que estas fuentes de luz para el internet cuántico.

Referencias:

Site-controlled telecom-wavelength single-photon emitters in atomically-thin MoTe2 https://dx.doi.org/10.1038/s41467-021-27033-w

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