Capturan luz y la transportan en una "valija" hecha de átomos ultrafríos

Los investigadores tomaron átomos de rubidio-87, los enfriaron y los transportaron al área de testeo, una cámara de vacío especial, donde fueron enfriaron a unos pocos microkelvins, cerca del cero absoluto, para detener la luz y poder transportarla
Los investigadores tomaron átomos de rubidio-87, los enfriaron y los transportaron al área de testeo, una cámara de vacío especial, donde fueron enfriaron a unos pocos microkelvins, cerca del cero absoluto, para detener la luz y poder transportarla Crédito: Gentileza JGU
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14 de octubre de 2020  • 09:40

Físicos alemanes han transportado con éxito la luz almacenada en una memoria cuántica a una distancia de 1,2 milímetros, un proceso controlado con un impacto mínimo en las propiedades de esa luz.

El equipo dirigido por el profesor Patrick Windpassinger de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) utilizó átomos de rubidio 87 ultrafríos como medio de almacenamiento de la luz para lograr un alto nivel de eficiencia de almacenamiento y una larga vida útil. Se trata de un hito en física cuántica.

"Almacenamos la luz metiéndola en una valija, por así decirlo, solo que en nuestro caso la maleta estaba hecha de una nube de átomos fríos. Movimos esta valija a una corta distancia y luego volvimos a apagar la luz. Esto es muy interesante no solo para la física en general, sino también para la comunicación cuántica, porque la luz no es muy fácil de 'capturar', y si querés transportarla a otra parte de forma controlada, normalmente se acaba perdiendo", dijo en un comunicado el profesor Windpassinger, explicando el complicado proceso, publicado en Physical Review Letters.

La manipulación y el almacenamiento controlados de la información cuántica, así como la capacidad de recuperarla, son requisitos previos esenciales para lograr avances en la comunicación cuántica y para realizar las operaciones informáticas correspondientes en el mundo cuántico. Las memorias cuánticas ópticas, que permiten el almacenamiento y la recuperación bajo demanda de información cuántica transportada por la luz, son esenciales para las redes de comunicación cuántica escalables.

Por ejemplo, pueden representar bloques de construcción importantes de repetidores cuánticos o herramientas en la computación cuántica lineal. En los últimos años, se ha demostrado que los conjuntos de átomos son medios adecuados para almacenar y recuperar información cuántica óptica.

Usando una técnica conocida como transparencia inducida electromagnéticamente (EIT), los pulsos de luz incidente se pueden atrapar y mapear coherentemente para crear una excitación colectiva de los átomos de almacenamiento. Dado que el proceso es en gran parte reversible, la luz se puede recuperar de nuevo con alta eficiencia.

En su publicación reciente, el profesor Patrick Windpassinger y sus colegas han descrito el transporte controlado activamente de dicha luz almacenada a distancias mayores que el tamaño del medio de almacenamiento. Hace algún tiempo, desarrollaron una técnica que permite transportar conjuntos de átomos fríos en una 'cinta transportadora óptica' que es producida por dos rayos láser.

La ventaja de este método es que se puede transportar y posicionar un número relativamente grande de átomos con un alto grado de precisión sin una pérdida significativa de átomos y sin que los átomos se calienten involuntariamente.

Los físicos ahora han logrado utilizar este método para transportar nubes atómicas que sirven como memoria de luz. La información almacenada se puede recuperar en otro lugar. Refinando este concepto, el desarrollo de nuevos dispositivos cuánticos, como una memoria de pista de carreras para la luz con secciones de lectura y escritura separadas, podría ser posible en el futuro.

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