La correlación de fotones es un fenómeno fundamental en la óptica cuántica y la clave de la computación cuántica óptica. Implica utilizar propiedades de la luz, como su dualidad onda-partícula, para inducir patrones de interferencia, permitiendo la codificación y el procesamiento de información cuántica.
Los experimentos multifotónicos tradicionales utilizan codificación espacial. En este proceso, los fotones se canalizan en diferentes trayectorias espaciales para inducir interferencias. Sin embargo, estos experimentos requieren sistemas complejos con muchos componentes que requieren muchos recursos y son difíciles de escalar.
En un nuevo estudio, una colaboración internacional de investigadores ha demostrado con éxito la interferencia cuántica entre múltiples fotones individuales utilizando una nueva plataforma eficiente en recursos.
Para este estudio, los investigadores eligieron un enfoque basado en la codificación temporal. Esta técnica se ocupa del dominio temporal de los fotones más que de sus estadísticas espaciales.
Para realizar este enfoque, desarrollaron una arquitectura innovadora utilizando un bucle de fibra óptica. Esto permite el uso repetido de los mismos elementos ópticos, lo que permite una interferencia multifotónica eficiente con recursos físicos mínimos.
El primer autor fue Lorenzo Carosini. explica: «En nuestro experimento, observamos interferencia cuántica de hasta ocho fotones, que es mayor que la mayoría de los experimentos existentes. Gracias a la versatilidad de nuestro enfoque, podemos reconstruir el patrón de interferencia y escalar el experimento sin cambiar la configuración óptica.
Los resultados muestran que la arquitectura implementada ahorra más recursos que las técnicas convencionales de codificación espacial y abre la puerta a tecnologías cuánticas ampliamente disponibles y escalables.
Nota del diario:
- Lorenzo Carrosini, Virginia Odi, Francesco Giorgio y otros. Interferencia cuántica multifotónica espacialmente programable. Avances científicos. DOI: 10.1126/sciadv.adj0993
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