Nuevas fibras ópticas aptas para la era de la computación cuántica

Físicos de la Universidad de Bath han desarrollado una nueva generación de fibras ópticas para hacer frente a los desafíos de transferencia de datos en la futura era de la computación cuántica.

Las tecnologías cuánticas prometen proporcionar una potencia computacional sin precedentes, lo que permitirá resolver problemas lógicos complejos, desarrollar nuevos medicamentos y proporcionar técnicas criptográficas inquebrantables para comunicaciones seguras.

Sin embargo, es probable que las redes de cable que se utilizan hoy en día para transmitir información por todo el mundo no sean óptimas para las comunicaciones cuánticas, debido a los núcleos sólidos de sus fibras ópticas.

A diferencia de las fibras ópticas normales, las fibras especiales fabricadas en Bath tienen un núcleo microestructurado, que consiste en un patrón complejo de bolsas de aire que recorren toda la longitud de la fibra.

El patrón de estas bolsas de aire es lo que permite a los investigadores manipular las propiedades de la luz dentro de la fibra y crear pares de fotones entrelazados, cambiar el color de los fotones o incluso atrapar átomos individuales dentro de las fibras

"Las fibras ópticas convencionales, que son el caballo de batalla de nuestras redes de telecomunicaciones de hoy, transmiten luz en longitudes de onda que están totalmente regidas por las pérdidas del vidrio de sílice. Sin embargo, estas longitudes de onda no son compatibles con las longitudes de onda operativas de las fuentes de fotón único, los qubits y los componentes ópticos activos, que se requieren para las tecnologías cuánticas basadas en la luz", explicó en un comunicado Kristina Rusimova, del Departamento de Física de Bath y autora principal del estudio, que se publica en Applied Quantum Physics Letters.

En su perspectiva, los investigadores analizan los desafíos asociados a la Internet cuántica desde el punto de vista de la tecnología de fibra óptica y presentan una serie de posibles soluciones para la escalabilidad de una red cuántica robusta y de gran escala.

Esto abarca tanto las fibras que se utilizarán para la comunicación de largo alcance como las fibras especiales que permitirán la integración de repetidores cuánticos directamente en la red para ampliar la distancia en la que puede operar esta tecnología.

También describen cómo las fibras ópticas especiales pueden ir más allá de conectar nodos de una red para implementar la computación cuántica en los propios nodos al actuar como fuentes de fotones individuales entrelazados, convertidores de longitud de onda cuántica, conmutadores de baja pérdida o contenedores para memorias cuánticas.