Trampa de luz: cómo retener lo esquivo ⚡ экспресс
Para redes cuánticas escalables y procesadores fotónicos se necesitan memorias fotónicas integradas con alta eficiencia de almacenamiento. Los sistemas integrados actuales están limitados a menos del 27,8% de eficiencia. Se presentan memorias cuánticas altamente eficientes basadas en cristales activados con iones de tierras raras Eu3+:Y2SiO5, incrustados en microresonadores con impedancia adaptada. Se implementaron dos arquitecturas: membranas de 200 μm de espesor con microresonadores de fibra y resonadores de guía de onda fabricados con láser de femtosegundos. Se alcanzaron eficiencias de almacenamiento récord para sistemas integrados: 80,3(7)% para pulsos coherentes débiles y 69,8(1,6)% para fotones individuales, así como el almacenamiento simultáneo de 20 modos temporales con una eficiencia promedio del 51,3(2)%. La arquitectura de película delgada permite la sintonización espectral mediante deformación controlada, lo que posibilita un acoplamiento flexible en redes cuánticas. La combinación de alta eficiencia, multimodalidad y sintonización crea una plataforma hardware universal para repetidores cuánticos escalables y procesadores fotónicos a escala de chip.
Para el internet cuántico, es necesario poder retener la luz, como el correo en un centro de clasificación. La base es una fina lámina de cristal con iones de europio (elemento que da el brillo rojo a las pantallas de los smartphones). El cristal forma una trampa entre dos espejos. La luz, rebotando en su interior, es absorbida por un ion y un instante después reemitida, como un buzón que recibe y devuelve cartas.
Gracias a la espectroscopía se seleccionaron materiales ideales. Eficiencia: 80% para pulsos láser y casi 70% para fotones individuales procedentes de fibra óptica. Según el Modelo Estándar, la luz siempre viaja a la velocidad de la luz, pero aquí se detiene.
Una fina membrana permite ajustar el color de la luz capturada con un simple toque, como un buzón cuya ranura cambia de ancho. Es el legado de los experimentos de Serge Haroche y Jeff Kimble con fotones individuales, que se materializa en chips para repetidores cuánticos y procesadores de luz.
🎯 Un cristal con iones de europio puede almacenar un pulso luminoso durante más de un milisegundo: según los estándares cuánticos, es toda una eternidad, tiempo en el que la luz podría dar más de siete vueltas a la Tierra.