Revolución en la investigación cuántica: ¡los científicos de Paderborn están estableciendo nuevos estándares!

Revolución en la investigación cuántica: ¡los científicos de Paderborn están estableciendo nuevos estándares!

Científicos de la Universidad de Paderborn han logrado avances revolucionarios en la investigación cuántica. En un nuevo proyecto, se desarrolló un circuito criogénico que se utiliza para controlar y manipular cuantos de luz (fotones) mucho más rápidamente. Esta innovación no sólo es importante para la computación cuántica, sino que también podría tener aplicaciones revolucionarias en comunicación y simulación.

Los resultados de esta investigación fueron publicados en la revista especializada Optica. Los investigadores pudieron manipular activamente pulsos de luz compuestos por fotones individuales, lo que fue posible mediante la llamada "operación feedforward". Este método permite medir y controlar el flujo luminoso en tiempo real, reduciendo significativamente las limitaciones técnicas anteriores que provocaban retrasos en la medición, el procesamiento y el control. La nueva tecnología consigue minimizar estos retrasos a menos de un cuarto de milmillonésima de segundo.

Innovaciones técnicas y colaboraciones.

Un equipo dirigido por el Dr. Frederik Thiele y Niklas Lamberty del grupo de trabajo “Óptica Cuántica Mesoscópica” utilizó detectores superconductores de última generación para medir con precisión los cuantos de luz. Este circuito electrónico funcionaba a temperaturas extremadamente bajas, de unos -270 grados Celsius, lo que era crucial para procesar las señales sin retrasos significativos. También se encontró que el circuito genera menos calor, lo cual es de gran importancia para el funcionamiento en criostatos.

Combinada bajo el nombre del proyecto ARCTIC (“Investigación avanzada sobre tecnologías criogénicas para computación innovadora”), la investigación tiene como objetivo establecer una cadena de suministro europea para fotónica y microelectrónica criogénica. En este proyecto participan alrededor de 36 importantes institutos de investigación, instalaciones de fabricación industrial y socios de aplicaciones de Europa. Juntos trabajan en el desarrollo de microsistemas TIC escalables, de importancia central para la industria de la computación cuántica.

Perspectivas para la comunicación cuántica

El control rápido y preciso de los fotones no sólo tiene implicaciones para la computación cuántica, sino que también abre perspectivas prometedoras para la comunicación cuántica. Esta tecnología permite el intercambio de claves a prueba de escuchas para codificar información relevante para la seguridad. A diferencia de los métodos de criptografía algorítmica, la seguridad de la comunicación cuántica se basa en los principios físicos del entrelazamiento cuántico y el principio de superposición. Fraunhofer IOF, que trabaja con socios de la industria y el comercio, desarrolla las bases para los sistemas de comunicación cuántica y las tecnologías de enlace óptico.

Un papel especial desempeña aquí el proyecto QuNET, cuyo objetivo es utilizar la comunicación cuántica en redes de alta seguridad. En la primera fase del proyecto se llevará a cabo un experimento clave que incluye, entre otras cosas, un demostrador de tecnología que permite una conexión segura entre dos edificios a través de un enlace óptico de haz libre. Estos avances podrían aumentar significativamente los estándares de seguridad en las comunicaciones modernas.

Los avances en criogenia y comunicaciones cuánticas no sólo representan un hito técnico, sino que también demuestran las posibilidades inherentes a la próxima generación de procesadores cuánticos y aplicaciones de TIC. La colaboración entre las instituciones de investigación y la industria será crucial para continuar desarrollando estas tecnologías y aplicarlas.