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Este chip ultra delgado podría reemplazar los laboratorios cuánticos
Una nueva metasuperficie, que es extremadamente delgada, tiene como objetivo reemplazar las configuraciones cuánticas complejas y voluminosas, ofreciendo escalabilidad y estabilidad controlando el enredo cuántico.
Los investigadores de Harvard han desarrollado una avance de la metasuperficie que podría reducir significativamente el tamaño y la complejidad de los sistemas ópticos cuánticos.El chip ultra delgado recién diseñado reemplaza a componentes voluminosos, como espejos, divisores de haz y guías de onda, comúnmente utilizadas en las configuraciones tradicionales de óptica cuántica.
Esta innovación aborda uno de los desafíos clave en las tecnologías cuánticas, la escalabilidad.Las computadoras cuánticas y los sistemas de comunicación dependen en gran medida de los fotones enredados, que generalmente requieren intrincados conjuntos de hardware óptico para manipular la luz con alta precisión.Estos sistemas convencionales son difíciles de mantener, sensibles a las perturbaciones y desafiantes para escalar para aplicaciones más grandes.
El equipo de Harvard, con sede en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson, creó una metasuperficie con estructuras a nanoescala capaces de generar y controlar los estados de fotones enredados.A diferencia de los microchips convencionales que aún dependen de los elementos ópticos integrados, el diseño de superficie plana ofrece funcionalidad óptica completa con menos componentes y pérdida reducida.
Lo que distingue a este enfoque es su integración de la teoría de gráficos.Los investigadores utilizaron modelos matemáticos para representar interacciones de fotones y patrones de interferencia, lo que les permite diseñar metasurfaces que imiten los comportamientos cuánticos complejos.Este método permite un control preciso sobre las propiedades de fotones como la fase y la polarización, al tiempo que evita el crecimiento exponencial en el hardware que generalmente se necesita para sistemas de fotones múltiples.
Los resultados ofrecen una nueva dirección para sistemas cuánticos escalables de temperatura ambiente y sugieren aplicaciones más amplias en los experimentos cuánticos de detección, comunicación y laboratorio en chip.El trabajo fue apoyado por la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y publicado en Science.
Al fusionar la nanofotónica con la lógica cuántica basada en gráficos, la investigación indica un cambio potencial de ópticas a granel convencionales a plataformas planas programables que podrían transformar cómo se construyen y implementan las tecnologías cuánticas.