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» Cadena3
Fecha: 25/12/2025 12:43
Investigadores logran "purificar" fotones para mejorar la tecnologia cuantica Cientificos de la Universidad de Iowa desarrollaron un metodo para eliminar fotones no deseados, mejorando la pureza de la luz utilizada en sistemas cuanticos. Este avance podria revolucionar la computacion y comunicacion cuantica. 25/12/2025 | 12:17Redaccion Cadena 3 Un equipo de investigadores de la Universidad de Iowa realizo un descubrimiento significativo en el campo de la tecnologia cuantica al encontrar una forma de "purificar" los fotones. Este avance podria mejorar tanto el rendimiento como la seguridad de las tecnologias cuanticas basadas en luz. Al refinar la produccion de particulas de luz individuales, el metodo busca superar limitaciones que han persistido en los sistemas opticos cuanticos. Los cientificos se centraron en dos obstaculos principales que dificultan la generacion de un flujo confiable de fotones individuales, esenciales para las computadoras cuanticas fotonicas y las redes de comunicacion seguras. Uno de los desafios es conocido como dispersion laser. Cuando un laser ilumina un atomo para provocar la emision de un foton, el proceso puede generar fotones adicionales no deseados. Estas particulas adicionales actuan como interferencia en un circuito optico, reduciendo la eficiencia de manera similar a como lo hace una corriente electrica no deseada en un circuito convencional. El segundo problema surge de la forma en que los atomos responden a la luz laser. En raras ocasiones, un atomo emite mas de un foton a la vez. Cuando esto ocurre, el orden preciso necesario para las operaciones cuanticas se interrumpe, ya que los fotones adicionales interfieren con el flujo previsto de uno por uno. Utilizando el ruido laser para cancelar la luz no deseada En el nuevo estudio, Matthew Nelson, un estudiante de posgrado en el Departamento de Fisica y Astronomia, descubrio una conexion inesperada entre estos dos problemas. Encontro que cuando un atomo libera multiples fotones, el espectro de longitud de onda y la forma de onda resultantes coinciden estrechamente con los de la luz laser. Esta similitud permite ajustar cuidadosamente las dos senales para cancelarse entre si. De este modo, la dispersion laser que normalmente causa problemas puede utilizarse para suprimir las emisiones de fotones no deseados. El profesor Ravitej Uppu, autor correspondiente del estudio, afirmo: "Hemos demostrado que la dispersion laser no deseada, que generalmente se considera una molestia, puede aprovecharse para cancelar la emision de multiples fotones no deseados. Este avance teorico podria convertir un problema de larga data en una herramienta poderosa para avanzar en las tecnologias cuanticas". Importancia de los fotones individuales para la computacion cuantica La computacion fotonica se basa en la luz en lugar de la electricidad para realizar calculos, lo que ofrece el potencial de sistemas mas rapidos y eficientes. Las computadoras convencionales operan utilizando bits, que son flujos de pulsos electricos u opticos que representan unos y ceros. En cambio, las computadoras cuanticas utilizan qubits, que a menudo son particulas subatomicas como los fotones. Muchas empresas emergentes creen que las plataformas fotonicas desempenaran un papel clave en el futuro de la computacion cuantica. Un flujo estable y bien controlado de fotones individuales es fundamental para hacer que esa vision sea practica. Un flujo ordenado de fotones es mas facil de gestionar y escalar, ademas de mejorar la seguridad. Los investigadores lo comparan con guiar a los estudiantes a traves de una fila de cafeteria uno a la vez, en lugar de permitir que se muevan como una multitud. De la misma manera, una linea de fotones individuales reduce el riesgo de que los datos sean interceptados o escuchados. Control de precision para flujos de fotones mas limpios Uppu explico que el control cuidadoso del haz laser es la clave del nuevo metodo. "Si podemos controlar exactamente como el haz laser ilumina un atomo, el angulo desde el cual llega, la forma del haz, etc., podemos hacer que cancele todos los fotones adicionales que el atomo tiende a emitir. Asi, obtendriamos un flujo que es realmente muy puro". El trabajo demuestra, en teoria, que se pueden abordar simultaneamente dos barreras importantes para circuitos fotonicos mas rapidos. Si se confirma experimentalmente, la tecnica podria ayudar a acelerar el desarrollo de computadoras cuanticas avanzadas y sistemas de comunicacion mas seguros. Los investigadores planean probar esta idea en experimentos futuros. Detalles del estudio y financiamiento El estudio, titulado "Purificacion asistida por ruido de una fuente de fotones individuales", fue publicado en la revista Optica Quantum. El financiamiento para la investigacion provino de la Oficina del Subsecretario de Defensa para Investigacion y Ingenieria del Departamento de Defensa de EE. UU. Se proporciono apoyo adicional a traves de una subvencion inicial de la Oficina del Vicepresidente de Investigacion de la Universidad de Iowa mediante el programa P3, que ayudo a lanzar el proyecto. Lectura rapida Que descubrieron los investigadores? Encontraron un metodo para "purificar" fotones, mejorando la luz utilizada en tecnologias cuanticas. Quienes realizaron el estudio? Investigadores de la Universidad de Iowa. Cuando se publico el estudio? El estudio fue publicado el 23 de diciembre de 2025. Por que es importante este descubrimiento? Mejora la eficiencia y seguridad en la computacion y comunicacion cuantica. Como se logra la purificacion de fotones? Utilizando la dispersion laser para cancelar emisiones de fotones no deseados.
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