Chip que apaga fotones individuales al vuelo ✛ ✦

Original: "On-chip Non-Hermitian Cavity Quantum Electrodynamics"
arXiv:2505.05490v1 · 2025-05-02 · CC BY 4.0 · 1 min
Los científicos crearon un microchip donde una señal eléctrica apaga o acelera instantáneamente el nacimiento de partículas individuales de luz.

El anillo de luz en el chip es como una habitación donde el eco se puede encender y apagar. En su interior se integra una fuente de fotones individuales: un punto cuántico. Un voltaje eléctrico crea en el anillo un nodo especial de ondas, donde el campo luminoso se anula, impidiendo que el fotón nazca, y al cambiar el ajuste acelera la emisión siete veces. El efecto fue predicho por Serge Haroche y Roy Glauber, pero ahora se ha implementado en un microchip con control de voltaje.

Mediciones de los espectros de luz confirmaron que el tiempo de vida del fotón cambia reversiblemente más de siete veces, y su espectro en la dualidad onda-partícula muestra una caída hasta cero, en concordancia con la electrodinámica que considera pérdidas. Esto abre el camino a interruptores ópticos ultrarrápidos para información cuántica y computadoras cuánticas, donde los fotones en superposición de estados sirven como cúbits, y sus mediciones cuánticas garantizan protección contra escuchas.

El efecto de amplificación de la emisión en un resonador, predicho por Edward Purcell en 1946, ahora se complementa con el fenómeno inverso: los científicos aprendieron por primera vez a apagar completamente la emisión de un fotón individual, sin cambiar la estructura, solo creando un nodo de onda estacionaria.

S(\Delta \omega) \propto \frac{(\gamma/2)^2}{\Delta \omega^4 + (\gamma/2)^4}
Densidad espectral de estados locales en el régimen lorentziano cuadrado. La intensidad decae con la cuarta potencia de la desintonización, proporcionando un realce espectral mucho más agudo que en el caso lorentziano ordinario.
Científicos
Leo EsakiShuji NakamuraAlain AspectCharles TownesAlbert A. MichelsonJohn Clauser
Conceptos
niobato de litio electrodinámica cuántica de cavidades integración de fotónica cuántica circuito integrado fotónico electrodinámica cuántica dispositivo nanofotónico chip óptico electrónica superconductora punto excepcional efecto Casimir dinámico