Procesador óptico de precisión récord sobre vidrio ✛ ✦

Original: "A low-loss, 24-mode laser-written universal photonic processor in a glass-based platform"
arXiv:2505.01609v2 · 2025-05-02 · CC BY 4.0 · 1 min
Un nuevo chip de vidrio mezcla luz con una precisión récord del 99,7 %.

Un chip de vidrio del tamaño de una uña mezcla 24 haces de luz con una precisión del 99,7 %, como una consola de DJ donde en lugar de sonido hay señales luminosas. Las pérdidas no superan el 5 %, y su consumo es de solo 10 vatios.

El grabado láser crea un laberinto transparente dentro del vidrio. Calentadores microscópicos, como perillas de un mezclador, dirigen cada haz con precisión, evitando que las señales se entremezclen. Esto permite ejecutar algoritmos cuánticos —instrucciones para los computadores del futuro— y procesar información cuántica, donde los datos se almacenan en las propiedades de los fotones. Los fotones pueden estar entrelazados —un vínculo invisible que se rompe con cualquier interferencia (decoherencia)—, por lo que un ajuste de orfebre y mediciones precisas son obligatorios.

El récord se confirmó generando 2000 patrones de luz aleatorios y midiendo la entropía —una medida de su diversidad—: la mezcla resultó casi perfecta. Este procesador cuántico basado en óptica cuántica abre el camino a máquinas que simulan la química y crean comunicaciones seguras. En el horizonte, su integración con detectores superconductores de fotones individuales. En los orígenes están Feynman y Deutsch; von Neumann soñó con un autómata universal, y esta es su encarnación luminosa.

Para el aislamiento térmico se han tallado ranuras más finas que un cabello, y la estabilidad de los calentadores no varía ni un 0,005 % en 12 horas.

La idea de la computación óptica fue anticipada por Neal Stephenson en 'Snow Crash', donde describió hologramas ópticos que procesan datos.

F = \frac{1}{N} |\text{Tr}(U^{\dagger} V)|
Aquí U es la matriz unitaria objetivo, V es la medida, N es la dimensionalidad. Cuanto más se acerque F a 1, mayor será la precisión con la que el dispositivo reproduce la transformación cuántica deseada.
\Delta\phi = \frac{2\pi}{\lambda} \frac{dn}{dT} \Delta T L
El cambio de temperatura ΔT en una sección de longitud L modifica el índice de refracción del vidrio (dn/dT es el coeficiente termoóptico), provocando un desplazamiento de fase de la luz con longitud de onda λ. Esto permite controlar la interferencia de los fotones mediante microcalentadores.
Científicos
Erwin SchrödingerHugh Everett IIIDaniel GottesmanDavid DiVincenzoGilles BrassardIgnacio Cirac
Conceptos
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