Revista El Color del Dinero

Bienvenidos a Spain News Today.

El nuevo chip de nanofotones de Caltech ofrece más ‘apretar’ lejos de la luz

El Instituto de Tecnología de California ha desarrollado un nuevo chip óptico que puede generar y medir estados cuánticos de luz en formas que antes solo eran posibles utilizando equipos de laboratorio masivos y costosos. Crédito: Natasha Match y Nicole R. Fuller, Estudio Sayo

La computación y las comunicaciones electrónicas se han desarrollado significativamente desde los días de la radiotelegrafía y los tubos de vacío. De hecho, los dispositivos de consumo ahora tienen niveles de potencia de procesamiento y memoria que eran inimaginables hace solo unas décadas.

Pero a medida que los dispositivos de precisión en computación y procesamiento de información crecen en tamaño y potencia, enfrentan algunas limitaciones fundamentales impuestas por las leyes de la física cuántica. Por esta razón, el futuro del campo puede estar en la fotónica paralela basada en la luz para la electrónica. La fotónica es teóricamente similar a la electrónica pero reemplaza los electrones con fotones. Tienen una gran ventaja potencial de que los dispositivos ópticos pueden procesar datos mucho más rápido que sus contrapartes electrónicas, incluidas las computadoras cuánticas.

Ali Reza Marandi

Ali Reza Marandi. Crédito: Instituto de Tecnología de California

Actualmente, el campo sigue siendo muy activo en la investigación básica y carece del hardware básico necesario para ser práctico. Sin embargo, un nuevo chip óptico desarrollado en Caltech puede representar un avance crítico para el campo, especialmente para permitir procesadores de información cuántica óptica. Puede generar y medir estados cuánticos de luz de formas que anteriormente solo eran posibles con equipos de laboratorio voluminosos y costosos.

La niobita de litio, una sal cuyos cristales tienen muchas aplicaciones en óptica, sirve como base para el chip. Un lado del chip genera lo que se conoce como estados de luz comprimidos y se mide en el otro lado. El estado comprimido de la luz, simplemente, es luz cuando es menos «ruido» en el nivel cuántico. Recientemente se han utilizado estados de luz comprimidos para aumentar la sensibilidad. Legoun observatorio que utiliza láseres para detectar ondas gravitacionales. Si va a procesar datos con dispositivos cuánticos basados ​​en luz, es importante el mismo estado de luz con menos ruido.

“La calidad de los estados cuánticos que hemos logrado supera los requisitos del procesamiento de información cuántica, que anteriormente era el dominio de las configuraciones experimentales masivas”, dice Alireza Marandi. Es profesor asistente de ingeniería eléctrica y física aplicada en el Instituto de Tecnología de California. «Nuestro trabajo representa un paso importante en la generación y medición de estados cuánticos de luz en un circuito integrado óptico».

Según Marandi, esta tecnología muestra un camino hacia el eventual desarrollo de procesadores ópticos cuánticos que operen a velocidades de reloj de terahercios. En comparación, esto es miles de veces más rápido que el procesador microelectrónico de la MacBook Pro.

Esta tecnología podría encontrar usos prácticos en comunicaciones, detección y[{» attribute=»»>quantum computing in the next five years, says Marandi.

“Optics has been among the promising routes for realization of quantum computers because of several inherent advantages in scalability and ultrafast logical operations at room temperature,” says Rajveer Nehra, a postdoctoral scholar and one of the lead authors of the paper. “However, one of the main challenges for scalability has been generating and measuring quantum states with sufficient qualities in nanophotonics. Our work addresses that challenge.”

Reference: “Few-cycle vacuum squeezing in nanophotonics” by Rajveer Nehra, Ryoto Sekine, Luis Ledezma, Qiushi Guo, Robert M. Gray, Arkadev Roy and Alireza Marandi, 15 September 2022, Science.
DOI: 10.1126/science.abo6213

The paper describing the research appears in the September 15 issue of the journal Science. Co-authors include Nehra and Qiushi Guo, both postdoctoral scholar research associates in electrical engineering; and electrical engineering graduate students Ryoto Sekine (MS ’22), Luis Ledezma, Robert M. Gray, and Arkadev Roy.

Funding for the research was provided by NTT Research, the Army Research Office, the National Science Foundation, the Air Force Office of Scientific Research, and NASA.

READ  El entrenamiento de resistencia de alta intensidad es bueno para el cerebro