Los investigadores de la Universidad de Saarland y de la Universidad LMU Múnich, ambas ubicadas en Alemania, han conseguido entrelazar dos memorias cuánticas a través de una conexión de fibra óptica de 33 kilómetros, convirtiéndose en la más larga hasta el momento. Este descubrimiento permitiría disponer de una transmisión de datos por fibra óptica más segura.

Para llegar a alcanzar esta distancia, los investigadores cambiaron la longitud de onda de las partículas de luz emitidas a un valor que también se usa para las telecomunicaciones convencionales, reduciendo significativamente la pérdida de los fotones, pudiendo crear memorias cuánticas entrelazadas de fibra óptica.

En general, las redes cuánticas consisten en nodos de memorias cuánticas individuales, como átomos, iones o defectos en redes cristalinas. Estos nodos pueden recibir, almacenar y enviar estados cuánticos. Se puede realizar una mediación entre los nodos utilizando partículas de luz, que se intercambian por aire o de manera específica a través de una conexión de fibra óptica.

Los investigadores utilizaron un sistema de dos átomos de rubidio atrapados ópticamente en dos laboratorios en el campus de LMU. Las dos ubicaciones están conectadas con un cable de fibra óptica de 700 metros de largo que pasa por debajo de Geschwister-Scholl Platz frente al edificio principal de la universidad. Al agregar fibras adicionales en carretes, se pueden realizar conexiones de hasta 33 kilómetros.

Un pulso de láser excita los átomos, después de lo cual vuelven a caer espontáneamente a su estado fundamental, cada uno de los cuales emite un fotón. Debido a la conservación del momento angular, el espín del átomo se enreda con la polarización de su fotón emitido. Estas partículas de luz se pueden usar en última instancia para acoplar los dos átomos mecánicamente cuánticamente.

Para ello, los científicos los enviaron a través del cable de fibra óptica a una estación receptora, donde una medición conjunta de los fotones señala un entrelazamiento de las memorias cuánticas. Sin embargo, la mayoría de las memorias cuánticas emiten luz con longitudes de onda en el rango visible o infrarrojo cercano. Por lo que se optimizó la longitud de onda de los fotones para su viaje por el cable.

Mediante dos convertidores de frecuencia cuánticos, se aumentó la longitud de onda original de 780 nanómetros a una longitud de onda de 1517 nanómetros, acercándose a la longitud de onda de telecomunicaciones situada en los 1550 nanómetros. En este rango de frecuencia, la transmisión de luz en fibras de vidrio tiene las pérdidas más bajas. El equipo logró la conversión con una eficiencia del 57%.

Respecto a las aplicaciones que podrían tener las memorias cuánticas, los investigadores creen que el sistema desarrollado podría usarse para construir redes cuánticas a gran escala y para implementar protocolos de comunicación cuánticos seguros, proporcionando una transmisión de datos difícilmente hackeable.

Publicado en: Telecomunicaciones Etiquetado como: Ciberseguridad, Fibra Óptica, Investigación, Red Datos

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