Ingenioso prototipo de radar usa el entrelazamiento cuántico para detectar objetos

Ilustración del prototipo de radar cuántico / IST Austria / Philip Krantz

 

Un equipo de físicos ha ideado una forma novedosa integrar el entrelazamiento cuántico en dispositivos de detección de objetos. Los detalles se publican en Science Advances.

Entrelazamiento cuántico

El entrelazamiento cuántico es un fenómeno físico que explica cómo dos (o un grupo de) partículas permanecen interconectadas de algún modo. De esta manera, el estado cuántico de cada partícula no puede describirse independientemente del estado de los demás, incluso cuando las partículas están separadas una gran distancia.

Aquí va un ejemplo. Imagina dos partículas entrelazadas de modo que se sabe que su espín total es igual a cero. Solo nos bastaría conocer cuál es el espín de una partícula en un eje determinado para conocer cuál es el espín de la otra. Si una presenta un espín horario, la otra tendrá un espín antihorario, sin importar a qué distancia se encuentren.

Este fenómeno fue sujeto de debate en un paper escrito por Albert Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen que fue publicado en American Physical Society en 1935.

Protipo de radar cuántico

El equipo, conformado en su mayoría por físicos del IST Austria ha demostrado un nuevo tipo de tecnología de detección llamada iluminación cuántica de microondas. Esto se debe a que se utilizan fotones de microondas entrelazados.

Este prototipo de radar cuántico es capaz de detectar objetos en entornos térmicos ruidosos donde los radares clásicos a menudo tienen problemas. De esta manera, se destaca que esta tecnología podría tener aplicaciones potenciales para escáneres de imágenes y seguridad biomédica.

Nuevo método de detección

En lugar de usar fotones convencionales, los investigadores usan fotones entrelazados: de señal e inactivos. Los primeros se envían hacia el objeto de interés, mientras que los segundos quedan en un relativo aislamiento, libre de ruido.

Cuando los fotones de señal se reflejan de vuelta, a pesar de perderse el entrelazamiento por completo entres los dos grupos de fotones, crean un patrón que describe la ausencia o existencia de un objeto, el cual es medido en los fotones inactivos. Esta es la forma en como trabaja el radar cuántico.

"Lo que hemos demostrado es una prueba de concepto para el radar cuántico de microondas", declara Shabir Barzanjeh, autor principal del estudio. "Mediante el entrelazamiento generado a unas pocas milésimas de grado por encima del cero absoluto (-273.14 ° C), hemos podido detectar objetos de baja reflectividad a temperatura ambiente.

Adicionalmente, se destaca que el radar cuántico podría presentar algunas ventajas sobre los radares clásicos convencionales, especialmente a bajos niveles de potencia. “Cuando se compara con la potencia clásica baja. detectores en las mismas condiciones, vemos que con números de fotones de señal muy baja , la detección cuántica mejorada puede ser superior”, agrega Barzanjeh.

 

Adrian Díaz

Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma
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