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Por primera vez se teletransportó un fotón de un chip a otro

El experimento fue realizado por especialistas de la Universidad de Bristol. La nueva tecnología contribuirá al desarrollo de computadoras cuánticas en circuitos de silicio. Te contamos cómo está organizado su sistema. También consideramos varios proyectos de terceros relacionados con la teletransportación cuántica.


Foto - Steve Jurvetson - CC BY / Foto modificada

¿Cuál es la esencia de la tecnología?


La teletransportación cuántica es un proceso que implica la transferencia de un estado cuántico a una distancia utilizando fotones enredados. Se destruyen en el punto de partida y se recrean en el punto de recepción. En el futuro, esta función se puede usar para transmitir información.

La primera transferencia de partículas dentro de un solo chip de silicio, en 6 mm, fue realizada por un grupo de físicos de la Escuela Técnica Superior Suiza de Zurich (ETH Zurich) en 2013.

Pero a fines del año pasado, sus colegas de Bristol mejoraron la tecnología y fueron los primeros en el mundo en teletransportar un fotón entre microcircuitos. Este logro es otro paso hacia el desarrollo de redes cuánticas y computadoras con chip de silicio.

Cómo funciona


Está construido sobre fuentes de fotones no lineales y circuitos cuánticos lineales. Los físicos utilizaron transmisores y receptores en miniatura de no más de cinco milímetros de tamaño.

El proceso de teletransportación se lleva a cabo en varias etapas:

  • La fuente genera dos pares de fotones enredados.
  • , — .
  • , , . .

Los especialistas de la Universidad de Bristol también realizaron un experimento con cuatro fuentes y demostraron el estado de Greenberger-Horne-Zellinger ( p . 3 ). Se caracteriza por un enredo cuántico de un sistema de al menos tres qubits.

El grado de coincidencia de los estados cuánticos durante su transferencia de chip a chip fue del 88,5%. La cifra es comparable al mismo indicador de teletransportación en un solo chip ( página 4 ). Tal precisión es suficiente para transmitir eficientemente información a través de canales de fibra óptica. Pero para la implementación de una computadora cuántica tolerante a fallas, este parámetro debe alcanzar la barra del 99%. Un equipo de físicos señala que continuarán investigando en esta dirección.

Otros experimentos


El verano pasado, los ingenieros de la Universidad Estatal de Yokohama en Japón tuvieron un teletransporte de partículas de luz dentro del diamante. Usando micro y ondas de radio, los investigadores vincularon el giro de electrones al giro nuclear de carbono. Luego se introdujo un fotón en el sistema: el electrón lo absorbió de inmediato y transmitió información sobre él a la segunda partícula. De hecho, los ingenieros lograron formar un repetidor cuántico en miniatura para escanear redes.

En agosto de 2019, los científicos chinos teletransportaron con éxito a Qutrit , una célula con tres estados posibles. Para hacer esto, ensamblaron un complejo sistema óptico de láseres, divisores de haz y cristales de borato de bario. Casi al mismo tiempo, se realizó un experimento similarUn equipo internacional de investigadores dirigido por el físico austríaco Anton Zeilinger (Anton Zeilinger).


Fotos - Donald Giannatti - Unsplash


Se están desarrollando varios expertos relacionados con la teletransportación de fotones en el espacio. Uno de los primeros en 2016 un satélite de este tipo lanzó China. Usando un láser, transmitió un qubit a una distancia de 1.200 kilómetros, desde la órbita a una estación receptora en el Tíbet.

Dichas tecnologías allanan el camino para el despliegue de redes cuánticas globales. Quizás en el futuro cercano nos permitan combinar computadoras familiares con máquinas cuánticas basadas en componentes de silicio.

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