Experimento récord cuántico enreda dos átomos a 20 millas de distancia

Recientemente, investigadores de la Universidad Ludwig Maximilian (LMU) conectaron dos átomos de rubidio a lo largo de 33 kilómetros (20 millas) de cable de fibra óptica, rompiendo el récord anterior de entrelazamiento cuántico. El logro marca un importante punto de inflexión en la carrera por crear una Internet cuántica, que permitiría la transferencia instantánea de información entre los nodos de la red.

Cuando dos partículas se emparejan en un entrelazamiento cuántico, cambiar una cambia inmediatamente a la otra. Además, si mide el estado de una partícula, puede determinar inmediatamente la condición de la otra.

Los autores del estudio detallan cómo entrelazaron dos átomos que estaban alojados en diferentes estructuras en el campus de LMU, a casi 700 metros (2300 pies) de distancia, en un artículo publicado en la revista Nature. Una conexión de fibra óptica de 33 kilómetros (20 millas) de largo y enrollada varias veces conectaba los dos lugares.

Los dos átomos fueron excitados por un pulso láser y, como resultado, cada uno liberó un fotón. Es importante destacar que esta acción hace que el espín del átomo se enrede cuánticamente con la polarización del fotón que se está liberando.

Los primeros intentos de transportar estas partículas a través de fibra óptica no han tenido éxito porque los fotones con una longitud de onda que cae dentro del rango de luz visible del espectro electromagnético tienden a viajar una corta distancia por el cable antes de perderse.

  Por esta razón, el equipo empleó la "conversión de frecuencia cuántica que conserva la polarización" para extender la longitud de onda de los fotones de 780 a 1517 nanómetros, que es casi equivalente a la longitud de onda de telecomunicaciones de 1550 nanómetros y el rango de frecuencia óptimo para la transmisión de luz a través de fibra. óptica.

Esto hizo posible que los fotones atravesaran su viaje récord por el cable antes de ser detectados por un receptor. Los fotones ahora estaban entrelazados después de que se hiciera una medición conjunta de ellos. En última instancia, esto dio como resultado que los dos átomos se entrelazaran entre sí porque cada fotón ya estaba entrelazado con el átomo de rubidio del que se liberó.

Los dos átomos podrían funcionar como nodos de "memoria cuántica" en una red de comunicación más grande si se enredan. El uso de conexiones de fibra óptica para lograr esto es importante porque sugiere que se puede construir una red similar utilizando infraestructuras de telecomunicaciones ya existentes.

Tim van Leent, el autor principal del experimento, declaró en una declaración: "La importancia de nuestro experimento es que entrelazamos genuinamente dos partículas estacionarias, es decir, átomos que sirven como memoria cuántica. Aunque es mucho más desafiante que entrelazar fotones, esto ofrece una amplia gama de nuevas posibilidades de aplicación.

El coautor Harald Weinfurter proporcionó una explicación más explícita y afirmó que "el experimento es un paso importante en el camino hacia la Internet cuántica basada en la infraestructura de fibra óptica existente".

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