Magnones y excitones abren el camino hacia la comunicación cuántica exprés
Las computadoras cuánticas y los sensores funcionan a frecuencias de microondas, pero para transmitir sus señales a largas distancias es conveniente usar fibra óptica, donde se utiliza luz. Para conectar estos dos mundos, se necesita un intermediario: un dispositivo que convierta microondas en fotones ópticos y viceversa, sin destruir la frágil información cuántica.
En este nuevo trabajo, el intermediario es un cristal en capas de CrSBr. En su interior, bajo la acción de las microondas, surgen oscilaciones colectivas de los momentos magnéticos: los magnones. Estas oscilaciones afectan a las excitaciones electrónicas: los excitones, que interactúan fuertemente con la luz. Como resultado, el rayo láser reflejado por el cristal adquiere una modulación: aparecen bandas adicionales junto a la frecuencia principal. La amplificación de este efecto cerca de las resonancias de excitones permitió obtener una conversión coherente sin necesidad de resonadores complejos.
Este enfoque promete un amplio ancho de banda, de alrededor de 300 MHz, y la posibilidad de escalar. Los autores demostraron que varias resonancias de excitón-polaritón heredan el acoplamiento magnónico, lo que podría ampliar el rango de sintonización óptica y reducir las pérdidas. Es un paso hacia redes cuánticas prácticas, donde los cúbits de microondas se conectan a través de canales ópticos.
CrSBr es un antiferromagneto en capas en el que los momentos magnéticos de capas adyacentes apuntan en direcciones opuestas, como las agujas de brújulas que señalan hacia lados distintos.