Un nuevo dispositivo de información basado en la fotónica cuántica
El aprovechamiento de no-linealidades suficientemente fuertes como para permitir la interacción entre fotones individuales ofrece nuevas posibilidades para el procesamiento de información a niveles cuánticos. Las fuentes de pares de fotones no lineales producen fotones indistinguibles dentro de un espectro bien controlado, lo que hace posible una alta fidelidad de interferencia cuántica. No obstante, la investigación relacionada se ve limitada por la falta de fuentes escalables que produzcan fotones individuales bajo demanda. El proyecto financiado con fondos europeos «Integrated single-photon sources in silicon» (ISSIS) se dedicó a integrar fuentes de fotones y circuitos de guías de ondas en un chip para obtener una solución escalable. El uso de modernas plataformas de fabricación fotónica sobre silicio permitió a los investigadores crear un sistema de generación de pares de fotones y filtro de longitudes de onda en un solo chip. Las fuentes se organizaron en una matriz de manera que mediante detección, proalimentación y enrutamiento se pudieran suministrar fotones individuales a una salida con alta certeza. El proyecto ISSIS consiguió demostrar una interferencia cuántica casi perfecta con una fuente de fotones individuales multiplexada basada en interacciones en guías de ondas de silicio no lineales. Para conseguir esa fuente compacta de fotones individuales, los científicos integraron las fuentes de fotones con líneas de retardo óptico, sistemas de conmutación rápida y electrónica de control. El proyecto no sólo cumplió sus objetivos científicos sino que tuvo un éxito similar en sus actividades de divulgación. Con las arquitecturas basadas en paquetes y chips desarrolladas se creó una herramienta educativa exclusiva denominada «Quantum in the Cloud» (cuántica en la red). Los usuarios se pueden registrar en la aplicación para acceder a un chip de procesamiento cuántico y realizar experimentos en un simulador.
Palabras clave
Fotones individuales, interferencia cuántica, criptografía cuántica, procesamiento de información, silicio
