Los científicos de la Universidad Bar-Ilan introducen una técnica que acelera el procesamiento de información cuántica cerca de un millón de veces. La comunicación cuántica, que garantiza la seguridad absoluta de datos, es una de las ramas más avanzadas de la segunda revolución cuántica.
En la comunicación cuántica, los participantes pueden detectar cualquier intento de intercepción, recurriendo al principio fundamental de la mecánica cuántica. Por lo tanto, la mera existencia de un escucha puede detectarse identificando las rutas que dejan las mediciones del canal de comunicación.
El mayor inconveniente de la comunicación cuántica en la actualidad es la baja velocidad de transferencia de datos, que está limitada por la velocidad en que las partes pueden realizar las medidas cuánticas.
Investigadores de la Universidad Bar-Ilan han ideado un método que supera este límite de velocidad y permite un aumento en la tasa de transferencia de datos en más de cinco órdenes de magnitud.
La detección homodina es una piedra angular de la óptica cuántica, que actúa como una herramienta fundamental para procesar información cuántica. Sin embargo, el método estándar homodino sufre una fuerte limitación de ancho de banda.
Si bien los fenómenos de óptica cuántica, explotados para la comunicación cuántica, pueden abarcar fácilmente un ancho de banda de muchos THz (Radiación de terahercios), los métodos estándar de transformación de esta información son inherentemente limitados a la gama accesible electrónicamente- Megahertz (MHz) a Gigahertz (GHz), dejando un hueco dramático entre los fenómenos ópticos relevantes que se usan para llevar la información cuántica y la capacidad de medirla. Por lo tanto, la velocidad a la que se puede procesar la información cuántica está fuertemente limitada.
En su trabajo, los investigadores reemplazaron a la electricidad no lineal que actúa como el corazón de la detección homodina, que transforma la información cuántica en una señal eléctrica clásica, con una linealidad óptica directa, transformando la información cuántica en una señal óptica clásica. Por lo tanto, la señal de salida de la medición permanece en el régimen óptico y preserva los intensos fenómenos ópticos de ancho de banda que ofrece.
“Lo que hemos hecho es ofrecer una medición óptica directa que preserve el ancho de banda de la información, en lugar de una medida eléctrica que comprometa el ancho de banda de la información óptica cuántica”, dice el Dr. Yaakov Shaked.
La investigación se llevó a cabo mediante una colaboración entre Quantum Optics Labs del Prof. Avi Pe’er y Prof. Michael Rosenbluh, junto con Yoad Michael, Dr. Rafi Z. Vered y Leon Bello en el Departamento de Física e Instituto de Nanotecnología y Materiales Avanzados de la Universidad Bar-Ilan.
Esta nueva forma de medición cuántica es relevante también para otras ramas de la “segunda revolución cuántica”, tales como la computación cuántica con súper poderes, detección cuántica con súper sensibilidad y la imagen cuántica con súper resolución. ■