Creado un material que reduce errores en la transmisión cuántica de información

Primer material conocido capaz de realizar emisión monofotónica a temperatura ambiente y a longitudes de onda de telecomunicaciones. /Laboratorio Nacional de Los Alamos

El Laboratorio Nacional de Los Álamos (EE.UU.) ha producido el primer material conocido capaz de realizar una emisión monofotónica (de un único fotón) a temperatura ambiente y a longitudes de onda de telecomunicaciones. Aunque este hallazgo puede parecer algo abstracto para los ojos inexpertos, estos emisores de luz cuántica de nanotubos de carbono prometen importantes mejoras en el procesamiento y seguridad de la información cuántica basada en óptica, y también resulta especialmente interesante para las herramientas de detección ultrasensiva, metrología e imágenes y como fuentes de fotones para avances fundamentales en los estudios de óptica cuántica.

Los autores de la investigación, publicada en Nature Photonics, explican que, hasta ahora, los materiales que podrían actuar como emisores de fotones individuales en estas longitudes de onda tenían que ser enfriados a temperaturas de helio líquido (alrededor de -268 º C), haciéndolos mucho menos útiles para aplicaciones finales o fines científicos. Pero, "al modificar químicamente la superficie del nanotubo para introducir de forma controlada defectos en la emisión de luz, hemos desarrollado nanotubos de carbono que son fuente de emisión monofotónica a temperatura ambiente", cuenta el autor principal del proyecto en Los Álamos y miembro del Centro de Nanotecnologías Integradas (CINT).

Un tubo, un defecto, un fotón

Un avance crítico en el trabajo con nanotubos del CINT fue la capacidad del equipo para forzar el nanotubo a emitir luz desde un solo punto a lo largo del tubo. La importancia que tiene este avance es que reduce los errores en el almacenamiento, la manipulación y la transmisión de información. ¿Cómo? Pues limitando la cifra de defectos a uno por tubo: un tubo, un defecto, un fotón.

Las longitudes de onda (o color) de los fotones producidos en la mayoría de los otros enfoques habían sido demasiado cortos para las aplicaciones de telecomunicaciones, donde los fotones necesitan ser manipulados y transportados eficientemente dentro de los circuitos ópticos. El equipo encontró que, mediante la elección de un nanotubo de diámetro apropiado, la emisión de fotones individuales podría sintonizarse a la región de longitud de onda de telecomunicaciones adecuada. Los investigadores de CINT fueron capaces de alcanzar este grado de control utilizando la química basada en diazonio (un compuesto ampliamente usado en el teñido, en la industria textil), que permitió una introducción controlable de defectos basados ​​en benceno con una sensibilidad reducida a las fluctuaciones naturales en el ambiente.

Estos nanotubos de carbono tienen perspectivas importantes para el desarrollo de estructuras fotónicas, plasmónicas y metamateriales. al permitir obtener un mayor control de las propiedades de la emisión cuántica; así como su implementación en dispositivos accionados eléctricamente y circuitos ópticos para diversas aplicaciones.

La comunicación cuántica, del mismo modo que todo lo concerniente a la física o a la mecánica cuántica, resulta tan intrigante como desconcertante. Para algunos es como ese rincón de la física que nunca podrán logran comprender, mientras que para otros es tan solo un enredo de ecuaciones sin importancia en el mundo real. Pero no te sientas mal si no logras entenderla del todo, el mismo Richard Feynman, conocido por sus contribuciones a la electrodinámica cuántica, dijo una vez: “Si piensas que has entendido la mecánica cuántica es que no la has entendido”. Si a ti también te atrae pero al mismo tiempo te hace tirarte de los pelos, lo mejor es empezar con algo de humor: para nutrir tu interés por el conocimiento: hemos recopilado unas viñetas cómicas (que puedes disfrutar aquí) que te ayudarán a introducirte en este mundo que, si no fuera porque creemos en la ciencia, nos haría pensar que está dominado por la magia.

Beatriz de Vera
Si te gustó esta noticia, entérate de más a través de nuestros canales de
 Facebook y Twitter.

Suscríbete

Déjanos tu mail para recibir nuestro boletín de noticias

La confirmación ha sido enviada a tu correo.