Fotones individuales sobre silicio exprés
Diminutas islas de semiconductor, cultivadas directamente sobre silicio, disparan fotones individuales, como una ametralladora que expulsa estrictamente una bala a la vez. Estas islas se denominan puntos cuánticos. Son capaces de emitir luz en paquetes, lo que se necesita para proteger la información en redes cuánticas. Pero hasta ahora ha sido difícil integrarlos con la electrónica de silicio y lograr que funcionen a temperaturas no demasiado bajas.
En el nuevo trabajo, los puntos cuánticos de arseniuro de indio y galio se colocaron en reflectores anulares, estructuras que recogen la luz en un haz estrecho, como un pozo de espejos. Cada punto se puede ajustar mediante un campo eléctrico: el voltaje desplaza el color de la emisión en aproximadamente 16 nanómetros, algo así como cambiar de emisora de radio sin tocar el transmisor. Además, la pureza de los fotones individuales sigue siendo alta: la probabilidad de emitir dos fotones a la vez es inferior al uno por ciento.
Estas fuentes se pueden colocar una al lado de la otra en un mismo chip y ajustarse a una misma longitud de onda para que los fotones de diferentes puntos sean indistinguibles. Esto abre el camino hacia repetidores cuánticos y comunicaciones seguras a través de líneas de fibra óptica convencionales.
Un punto cuántico sobre silicio es como un átomo artificial: atrapa electrones y huecos en una región diminuta, por lo que emite luz de colores estrictamente definidos.
En la serie 'The Expanse', la comunicación cuántica permite transmitir mensajes al instante entre naves; estas fuentes de fotones podrían ser la base de canales seguros reales.