Fotones individuales desde la fibra óptica exprés
Una lámpara común dispersa la luz en todas direcciones y es imposible predecir cuándo saldrá el siguiente fotón. Pero las tecnologías cuánticas necesitan un tipo de luz muy distinto: fotones individuales que aparecen estrictamente de uno en uno, como cartas que salen por la ranura del buzón. Los físicos han aprendido a generar estos fotones en la fibra óptica, esa misma que ya recorre las ciudades para el internet.
Dentro de la fibra se añadió un poco de germanio para hacerla sensible a la luz ultravioleta. Luego, con un láser ultravioleta, se grabó en el interior de la fibra una diminuta rejilla de franjas oscuras y claras. Esta rejilla actúa como un espejo para la luz, pero no refleja cualquier cosa, sino solo una porción muy estrecha del espectro, como una rendija estrecha en una puerta por la que solo pasa un tipo de carta. Cuando se envía un láser de bombeo potente por la fibra, a veces nacen dos fotones a la vez. Uno de ellos se refleja en la rejilla y sale de vuelta, mientras que el otro continúa su camino. Al atrapar el primero, sabemos que el segundo existe con certeza y ya está en camino.
En el experimento, estos pares se generaban con bastante frecuencia y las falsas detecciones eran escasas: por cada 70 pares reales, solo había una casual. Esto significa que la fuente se puede usar en redes cuánticas: enviar fotones individuales por la fibra y conectarlos con la memoria cuántica, donde la luz se detiene y se almacena. Esa memoria es necesaria para que distintos tipos de dispositivos cuánticos puedan comunicarse entre sí.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2603.09679
We present a fiber-based source of narrowband heralded single photons in the telecoms C-band. Photon pairs were generated by spontaneous four-wave mixing in photonic crystal fiber (PCF) with a germanium-doped region incorporated into its core for enhanced photosensitivity. A fiber Bragg grating (FBG) with a bandwidth of 0.2 nm and contrast of 17.5 dB was UV-written into the PCF to reflect a sub-nanometre slice of the photon-pair spectrum. This allowed narrowband photons to be heralded at the proximal end of the fiber by detection events after the distal end. We present photon counting data with a coincidence-to-accidental ratio of up to 70. Our source demonstrates a viable route to fiber-integrated narrowband heralded single photon sources suitable for coupling to quantum memories and interfacing heterogeneous qubit types.
La rejilla de fibra que refleja solo una porción estrecha del espectro funciona como un espejo diminuto de fracciones de milímetro de espesor, pero es capaz de filtrar casi toda la luz no deseada.