Un equipo de investigación japonés ha descubierto importantes propiedades de los estados no Fokker (iNFS) en las tecnologías cuánticas, revelando su estabilidad a través de la óptica multilineal, allanando el camino para avances en la computación y la detección cuántica óptica. Los objetos cuánticos, como los electrones y los fotones, se comportan de manera diferente a otros objetos, lo que permite la tecnología cuántica. Ésta es la clave para descubrir el misterio del entrelazamiento cuántico, en el que existen múltiples fotones en múltiples modos o frecuencias.
En la búsqueda de la tecnología cuántica fotónica, investigaciones anteriores han confirmado la utilidad de los estados de Fokker (estados del número de fotones). Estos estados multifotónicos y multimodales se logran combinando inteligentemente múltiples entradas de un solo fotón a través de las llamadas técnicas de óptica lineal. Sin embargo, algunos estados cuánticos importantes y valiosos requieren más que este enfoque fotón por fotón.
Ahora, un equipo de investigación de la Universidad de Kyoto y la Universidad de Hiroshima ha confirmado teórica y experimentalmente la ventaja única de los estados no Fokker, o iNFS, de que los estados cuánticos complejos requieren más de una única fuente de fotones y elementos ópticos lineales.
"Confirmamos con éxito la existencia de iNFS utilizando circuitos cuánticos ópticos multifotónicos". El coautor Geobae Park añadió: "Nuestra investigación aportará avances en aplicaciones como las computadoras cuánticas ópticas y la detección cuántica óptica".
Los fotones son un portador prometedor porque pueden transportarse a largas distancias manteniendo su estado cuántico a temperatura ambiente constante. Aprovechar muchos fotones en múltiples modos permitirá el cifrado cuántico óptico a larga distancia, la detección cuántica óptica y la computación cuántica óptica.
El coautor Ryo Okamoto explicó: "Generamos minuciosamente un iNFS complejo utilizando circuitos cuánticos de fotones por transformada de Fourier para representar dos fotones en tres caminos diferentes, que es el mayor desafío para realizar el fenómeno de coherencia condicional".
Comparación con el entrelazamiento cuántico
Además, el estudio comparó otro fenómeno con el ampliamente utilizado entrelazamiento cuántico, que aparece y desaparece simplemente al pasar a través de un elemento óptico lineal. El entrelazamiento cuántico se refiere a estados cuánticos con dos o más estados relacionados en una superposición entre dos sistemas independientes.
Holger F. Hofmann, de la Universidad de Hiroshima, señaló: "Sorprendentemente, este estudio muestra que las propiedades de iNFS no cambian cuando pasa a través de una red de muchos elementos ópticos lineales, lo que marca un gran avance en la tecnología cuántica de la luz".
El equipo de Takeuchi cree que iNFS exhibe coherencia condicional, un fenómeno algo misterioso en el que incluso la detección de un fotón significa que los fotones restantes están presentes en una superposición de múltiples caminos.
Takeuchi Shigeki anunció: "El objetivo de nuestra próxima fase es realizar chips de circuitos cuánticos ópticos, multifotónicos y multifotónicos a mayor escala. Esta investigación marca un salto potencial en la comprensión y explotación de los fenómenos cuánticos".
Compilado de /ScitechDaily