MADRID, 18 DE ENERO (EUROPA PRESS)- En la Universidad de Basilea construyeron un componente de memoria cuántica basado en átomos en una pequeña celda de vidrio. En el futuro, estas memorias cuánticas podrían producirse en masa en obleas semiconductoras. Al igual que las redes convencionales, las redes cuánticas que se están desarrollando requieren componentes de memoria en los que la información pueda almacenarse temporalmente y enrutarse según sea necesario.
Un equipo dirigido por el profesor Philipp Treutlein ha desarrollado un componente de memoria que puede microfabricarse y, por tanto, es adecuado para la producción en masa. Sus resultados fueron publicados en la revista Physical Review Letters. Las partículas de luz son especialmente adecuadas para transmitir información cuántica.
Los fotones se pueden utilizar para enviar información cuántica a través de cables de fibra óptica, satélites o elementos de memoria cuántica. Allí es necesario almacenar con la mayor precisión posible el estado mecánico cuántico de los fotones y, después de un cierto tiempo, volver a convertirlo en fotones. Hace dos años, investigadores de Basilea demostraron que este método funcionaba bien utilizando átomos de rubidio en celdas de vidrio.
Sin embargo, esta celda de vidrio está hecha a mano y tiene un tamaño de varios centímetros, explicó el postdoctorado Roberto Mottola en un comunicado. Para que sean aptas para el uso diario, estas células deben ser más pequeñas y poder producirse en grandes cantidades. Esto es exactamente lo que lograron Treutlein y sus colegas.
Para utilizar una célula mucho más pequeña, de apenas unos milímetros, procedente de la producción en masa de relojes atómicos, tuvieron que desarrollar algunos trucos. Para obtener suficientes átomos de rubidio para almacenar el cuanto a pesar del pequeño tamaño de la celda, tuvieron que calentar la celda a 100 grados Celsius para aumentar la presión de vapor. Además, expusieron los átomos a un campo magnético de 1 Tesla, más de 10.000 veces más fuerte que el campo magnético de la Tierra.
Esto cambia los niveles de energía atómica de una manera que facilita el almacenamiento cuántico de fotones utilizando rayos láser adicionales. Este método permite a los investigadores almacenar fotones durante unos 100 nanosegundos. Los fotones libres viajarán 30 metros durante este tiempo.
Así, por primera vez hemos construido una memoria cuántica miniaturizada para fotones, en la que se pueden crear unas 1.000 copias en paralelo en una oblea, explica Treutlein. En los experimentos actuales se ha demostrado el almacenamiento mediante pulsos láser fuertemente atenuados, pero en un futuro próximo Treutlein también quiere almacenar fotones individuales en células en miniatura. Además, aún es necesario optimizar el formato de la celda de vidrio para almacenar fotones durante el mayor tiempo posible preservando al mismo tiempo su estado cuántico.
