{"id":7967,"date":"2023-07-17T14:54:31","date_gmt":"2023-07-17T06:54:31","guid":{"rendered":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/?p=7967"},"modified":"2023-07-17T14:54:31","modified_gmt":"2023-07-17T06:54:31","slug":"physicists-design-quantum-switches-which-can-be-activated-by-single-photons","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/physicists-design-quantum-switches-which-can-be-activated-by-single-photons\/","title":{"rendered":"Los f\u00edsicos dise\u00f1an interruptores cu\u00e1nticos que pueden activarse mediante fotones individuales"},"content":{"rendered":"

Los investigadores de Harvard han\u00a0logr\u00f3 crear interruptores cu\u00e1nticos<\/a>\u00a0que se puede activar y desactivar mediante un solo fot\u00f3n, un logro tecnol\u00f3gico que podr\u00eda allanar el camino para la creaci\u00f3n de redes cu\u00e1nticas altamente seguras.<\/p>\n

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Construidos a partir de \u00e1tomos individuales, los primeros conmutadores de su tipo podr\u00edan alg\u00fan d\u00eda conectarse en red a trav\u00e9s de cables de fibra \u00f3ptica para formar la columna vertebral de una "Internet cu\u00e1ntica" que permita comunicaciones perfectamente seguras, dijo el profesor de F\u00edsica Mikhail Lukin, quien dirigi\u00f3 un estudio. equipo formado por el estudiante graduado Jeff Thompson y el becario postdoctoral Tobias Tiecke para construir el nuevo sistema. Su investigaci\u00f3n se detalla en un art\u00edculo publicado recientemente en\u00a0Naturaleza<\/i>.<\/p>\n

"Desde un punto de vista t\u00e9cnico, es un logro notable", dijo Lukin sobre el nuevo avance. \u201cConceptualmente, la idea es muy simple: llevar el interruptor de luz convencional al l\u00edmite. Lo que hemos hecho aqu\u00ed es usar un solo \u00e1tomo como un interruptor que, dependiendo de su estado, puede abrir o cerrar el flujo de fotones... y puede "encenderse" y "apagarse" usando un solo fot\u00f3n".<\/p>\n

Aunque los interruptores podr\u00edan usarse para construir una computadora cu\u00e1ntica, Lukin dijo que es poco probable que la tecnolog\u00eda aparezca en una computadora de escritorio promedio.<\/p>\n

Donde se utilizar\u00e1n, dijo, es en la creaci\u00f3n de redes de fibra \u00f3ptica que utilicen\u00a0criptograf\u00eda cu\u00e1ntica<\/a>, un m\u00e9todo para cifrar las comunicaciones utilizando las leyes de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica para permitir una comunicaci\u00f3n perfectamente segura. Estos sistemas hacen imposible interceptar y leer los mensajes enviados a trav\u00e9s de la red, porque el mismo acto de medir un objeto cu\u00e1ntico lo cambia, dejando tras de s\u00ed se\u00f1ales reveladoras del espionaje.<\/p>\n

"Es poco probable que todo el mundo necesite este tipo de tecnolog\u00eda", afirm\u00f3. \u201cPero hay algunas aplicaciones realistas que alg\u00fan d\u00eda podr\u00edan tener un impacto transformador en nuestra sociedad. Actualmente, estamos limitados a utilizar la criptograf\u00eda cu\u00e1ntica en distancias relativamente cortas: decenas de kil\u00f3metros. Bas\u00e1ndonos en el nuevo avance, es posible que con el tiempo podamos ampliar el alcance de la criptograf\u00eda cu\u00e1ntica a miles de kil\u00f3metros\u201d.<\/p>\n

Lo m\u00e1s importante, afirm\u00f3 Tiecke, es que su sistema es altamente escalable y alg\u00fan d\u00eda podr\u00eda permitir la fabricaci\u00f3n de miles de conmutadores de este tipo en un solo dispositivo.<\/p>\n

"Lo que realmente hemos hecho es tomar ideas que la gente ha estado explorando, y todav\u00eda est\u00e1n explorando, en sistemas macrosc\u00f3picos donde la luz rebota hacia adelante y hacia atr\u00e1s en espejos de dos cent\u00edmetros para interactuar con un \u00e1tomo; lo tomamos y lo reducimos. B\u00e1jelo\u201d, dijo Thompson. \u201cDurante dos d\u00e9cadas, los investigadores han estado trabajando para acoplar dos o tres de estos sistemas macrosc\u00f3picos y crear una red simple, pero para nosotros es muy f\u00e1cil crear tres o cuatro, o 10.000 de estos circuitos \u00f3pticos. Lo que el presente art\u00edculo muestra es, al menos tecnol\u00f3gicamente, el camino a seguir\u201d.<\/p>\n

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Lukin cree que esa es una manera de que los sistemas cu\u00e1nticos realicen la misma transici\u00f3n que hicieron las computadoras convencionales hace d\u00e9cadas: de los tubos de vac\u00edo a los circuitos integrados.<\/p>\n

"Las computadoras convencionales se construyeron inicialmente usando tubos de vac\u00edo, y eventualmente la gente desarroll\u00f3 circuitos integrados utilizados en las computadoras modernas", dijo. \u201cEn la situaci\u00f3n actual de los sistemas cu\u00e1nticos, los mejores sistemas siguen siendo an\u00e1logos a los tubos de vac\u00edo: normalmente utilizan c\u00e1maras de vac\u00edo para aislar y retener \u00e1tomos individuales mediante campos electromagn\u00e9ticos.<\/p>\n

"Pero est\u00e1 muy claro que si queremos ampliar estos sistemas, tenemos que pensar en utilizar circuitos integrados", continu\u00f3. \u201cLo que han hecho Jeff y Tobias es crear un sistema h\u00edbrido. Tomamos \u00e1tomos en c\u00e1maras de vac\u00edo y los combinamos con circuitos integrados\u201d.<\/p>\n

Aunque se fabrican de manera similar a como se fabrican los chips de computadora tradicionales, el\u00a0circuitos integrados<\/a>\u00a0construidos por Thompson y Tiecke no funcionan con electricidad, sino con luz.<\/p>\n

Los chips utilizan tecnolog\u00eda nanofot\u00f3nica (esencialmente la capacidad de crear "cableado" que puede canalizar y controlar el camino de la luz) para construir circuitos \u00f3pticos que luego pueden conectarse a cables de fibra \u00f3ptica.<\/p>\n

Despu\u00e9s de colocar el\u00a0circuitos \u00f3pticos<\/a>\u00a0En una c\u00e1mara de vac\u00edo, los investigadores utilizaron \u201cpinzas \u00f3pticas\u201d (l\u00e1seres enfocados con precisi\u00f3n) para capturar un solo \u00e1tomo y enfriarlo a una fracci\u00f3n por encima de la temperatura del cero absoluto. Luego mueven el \u00e1tomo a unos pocos cientos de nan\u00f3metros del chip.<\/p>\n

Sin embargo, no basta con unir ambas partes.<\/p>\n

Para crear interruptores cu\u00e1nticos que alg\u00fan d\u00eda puedan estar en el coraz\u00f3n de\u00a0redes cu\u00e1nticas<\/a>, bombardean el \u00e1tomo con microondas y l\u00e1seres, lo que hace que entre en un estado de superposici\u00f3n cu\u00e1ntica, lo que significa que puede ocupar m\u00faltiples estados cu\u00e1nticos, correspondientes a los estados "encendido" y "apagado" del interruptor, a la vez.<\/p>\n

"Para que esto funcione, el interruptor at\u00f3mico debe estar preparado en este estado de superposici\u00f3n especial", explic\u00f3 Lukin. \u201cEste estado de superposici\u00f3n es extremadamente fr\u00e1gil, tan fr\u00e1gil que cuando un solo fot\u00f3n lo golpea, en realidad cambia de fase. Ese cambio de fase es lo que le permite actuar como una v\u00e1lvula y encenderse o apagarse\u201d.<\/p>\n

Si bien es poco probable que los interruptores se conviertan en equipo est\u00e1ndar para computadoras personales, Lukin dijo que podr\u00edan aparecer en prototipos de redes cu\u00e1nticas en tan solo una d\u00e9cada.<\/p>\n

"Hay otros sistemas que son m\u00e1s sofisticados en t\u00e9rminos de construir una computadora cu\u00e1ntica", dijo Thompson. "Pero la ventaja clave de lo que se demuestra en este art\u00edculo es que el interruptor de un solo \u00e1tomo est\u00e1 muy estrechamente acoplado a la luz, y espec\u00edficamente a la luz en fibras \u00f3pticas".<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Harvard researchers have\u00a0succeeded in creating quantum switches\u00a0that can be turned on and off using a single photon, a technological achievement that could pave the way for the creation of highly secure quantum networks.   Built from single atoms, the first-of-their-kind switches could one day be networked via fiber optic cables to form the backbone of<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":7971,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[1],"tags":[],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7967"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=7967"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7967\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":7972,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7967\/revisions\/7972"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/7971"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=7967"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=7967"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=7967"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}