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Conditional Measurements in Quantum Optics for Application in Quantum Information

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Hay más de una forma de encontrar un gato

Los fotones son paquetes discretos, o cuánticos, de energía en forma de luz. Investigadores de la Unión Europea han estudiado nuevos estados de la luz y métodos para detectar fotones que podrían aplicarse en el desarrollo de formas más seguras de comunicación y de ordenadores más rápidos.

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Los estados no clásicos de la luz son aquellos que solo pueden caracterizarse empleando la mecánica cuántica. Los estados no clásicos denominados superpuestos son creados por la superposición de dos estados clásicamente distinguibles. Estos estados son fruto de la teoría desarrollada por el físico alemán Erwin Schrödinger, ilustrada mediante el famoso experimento imaginario elaborado en 1935 y conocido como experimento del «gato de Schrödinger», en el que un gato estaría vivo y muerto al mismo tiempo. El proyecto Quantmanip («Mediciones condiciones en óptica cuántica para su aplicación en tecnologías de información cuántica») fue diseñado para generar estados superpuestos e implementar un nuevo método para su medición basado en la substracción fotónica y en mediciones condicionales. Investigadores financiados por la Unión Europea a través del proyecto Quantmanip desarrollaron un sistema de filtrado por substracción fotónica, un detector de fotones y el programa informático de análisis para dicho equipo. Específicamente, un fotón individual es substraído y llevado a un estado «apretado». A continuación, el fotón es detectado por un contador de fotones, anunciando la creación de un estado superpuesto. Los investigadores diseñaron un sistema para conseguir la máxima selectividad y, al mismo tiempo, la mayor eficacia de detección posible. El trabajo en mediciones condicionales llevó de forma natural la investigación del comportamiento de los detectores cuánticos de fotones en general. De esta forma, gracias al proyecto también se logró el diseño y la implementación de una fuente de pulsos de luz y un sistema de detección de fotones que fue caracterizado detalladamente. Se aplicaron de forma controlada diversas condiciones y parámetros experimentales, lo que condujo a una definición explícita de la frontera entre el funcionamiento totalmente cuántico del dispositivo y el funcionamiento semiclásico. La investigación de estados nuevos de la luz y de la eficacia de los sistemas de detección de fotones individuales tiene amplias aplicaciones como, por ejemplo, en la protección de canales seguros de comunicación o el aumento del ancho de banda de internet y de la velocidad de los ordenadores. El proyecto Quantmanip consiguió encajar una pieza más del rompecabezas de la óptica cuántica.

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