Un solo fotón al final del túnel
El proyecto «Experimental generation of distant quantum dot spin entanglement» (QUANTUMDOTS) utilizó puntos cuánticos para representar las partículas estacionarias y fotones para representar las que vuelan. Un fotón en propagación se puede usar para transmitir información cuántica y un qubit estacionario para el almacenamiento y la manipulación. Para conectarlos, los investigadores se basaron en el entrelazamiento entre un par de partículas y las propiedades que comparten. En resumen, puesto que un par de partículas comparte ciertas características, al alterar una, la otra cambia. Los investigadores de QUANTUMDOTS utilizaron una región muy pequeña de un semiconductor para atrapar un único electrón y crear lo que se denomina punto cuántico. El punto se considera un átomo artificial que atrapa electrones y dispone de un espectro de energías discretas. En particular, se utilizó luz láser de determinadas longitudes de onda con el fin de estimular el punto cuántico para que emitiese espontáneamente un fotón y volver a su estado de menor energía. El fotón se emitía polarizado horizontal o verticalmente con una longitud de onda que se demostró que debía ser de color rojo o azul. No obstante, para usar la información de un qubit de espín, solo puede existir una de las dos propiedades; la otra se debe eliminar. Los investigadores de QUANTUMDOTS eliminaron el color haciendo pasar el fotón a través de un cristal que también estaba iluminado con un haz láser. El color se atenuaba lo suficiente como para considerar esta propiedad eliminada de las partículas entrelazadas, lo cual abría la posibilidad de acoplar qubits distantes. Los investigadores de QUANTUMDOTS describieron el proceso y los resultados en artículos que se publicaron en las revistas Nature y Nature Communications. Se espera que el entrelazamiento espín-fotón sea la tecnología que permita adoptar un enfoque distribuido hacia el procesamiento de la información cuántica y nuevos dispositivos de computación.
Palabras clave
Fotón, ordenador cuántico, qubits, punto cuántico, fotones, entrelazamiento, semiconductor, electrón, átomo, láser, espín, procesador cuántico
