Física: los drones cuánticos despegan

Muchos equipos de todo el mundo operan con sistemas basados ​​en drones. A principios del año pasado, Zee y sus colegas informaron sobre una conexión cuántica utilizando un solo dron estilo octocóptero. [2]. El par de drones generó fotones infrarrojos, cuyas orientaciones polares se enredaron. Usando vigilancia de alta velocidad, el dron envió un fotón a una estación terrestre llamada Alice y otro a una estación terrestre llamada Bob. Para recolectar los fotones entrantes, cada estación estaba equipada con un telescopio con una apertura de 26 mm de ancho y un detector de fotón único.

Sin embargo, un desafío importante para este tipo de comunicación óptica proviene de la variación. A medida que cada fotón se propaga, su onda se propaga como un rayo proveniente de una lámpara incandescente frente a él. Si esta amplificación aumenta el frente de la onda en lugar del orificio telescópico, las posibilidades de que se recoja un fotón son menores. El equipo seleccionó una distancia de 200 m desde la estación hasta la estación para asegurarse de que los efectos de la variación fueran mínimos.

Para aumentar la separación de la estación, la tripulación ahora agregó un segundo dron, que actúa como un relé entre el primer dron y Bob. Este dron recoge fotones del primer dron y choca con la fibra óptica. Este proceso modifica las longitudes de onda de los fotones, similar a lo que hace una lente de enfoque, por lo que es más probable que los fotones lleguen al telescopio de bobina.

En una demostración, el grupo colocó dos drones entre Alice y Bob, una separación de 200 metros de dron a dron y una separación de 400 m de dron a estación, una distancia de estación a estación de 1 km. El detector Alice envió el 25% de los fotones en su dirección desde el primer dron, mientras que el detector de pop envió el 4% de los fotones.

El equipo realizó una versión llamada Prueba de desigualdad de Bell comparando las polaridades de fotones obtenidas en Alice y Bob. Los resultados confirmaron que los fotones eran complejos, por lo que los datos cuánticos escaparon del viaje. Por ejemplo, el equipo planea ampliar el tamaño de la red con varios drones que pueden proporcionar conexiones cuánticas en una ciudad.

George Harder, un ingeniero cuántico de Verigloud, con sede en París, tiene experiencia en la creación de sistemas de problemas de fotones en grandes mesas ópticas. “Me hizo sonreír cuando leí que los profesores pudieron ponerlo todo en un dron”, dice. Añade que esta demostración abre nuevas opciones para las comunicaciones cuánticas. «Hasta ahora, las redes cuánticas requieren redes de fibra especializadas o conexiones satelitales más caras. Los drones complementan los sistemas existentes».

Una ventaja de un sistema de drones es que permite la comunicación espacial libre entre socios que no tienen visión directa, dice Martin Bowman, experto en información cuántica de la Academia Austriaca de Ciencias en Viena. Señala que el sistema multitron necesita reducir las pérdidas de transmisión de fotones para competir con otras tecnologías de redes cuánticas, pero cree que tales mejoras son posibles.