Photon Sifter abre la puerta a los ordenadores cuánticos totalmente ópticos

Un equipo de investigación de la Universidad de Basilea, Suiza, presentó esta semana un nuevo método para separar fotones individuales de cúmulos. Este nuevo método permite a los investigadores controlar mejor las interacciones a nivel molecular. Cabe destacar que muchos investigadores consideran que separar las estructuras de fotones individuales de las múltiples es un paso crucial para el uso de esta tecnología en las supercomputadoras del mundo y mucho más. Aquí tienes lo que necesitas saber.

Estudio de tamiz

Los ingenieros intentaron demostrar cómo un dispositivo Sifter podría realizar esta tarea de manera confiable y eficaz. El sistema integra un emisor cuántico que permite la creación de un átomo unidimensional conocido como punto cuántico. Estudio El estudio analiza cómo un mecanismo de tamiz canaliza los fotones para separarlos en función de si están solos o conectados a otros fotones. Para lograr esta tarea, el equipo realizó algunos cambios en el modelo de Jaynes-Cummings.

Variaciones del modelo de Jaynes-Cummings

El modelo de Jaynes-Cummings ha contribuido a definir la óptica cuántica durante más de sesenta años. Edwin Jaynes y Frank Cummings lo presentaron al mundo por primera vez en 1963 y, desde entonces, ha sido vital para el sector. Cabe destacar que este modelo simplificó la comprensión de los investigadores sobre las interacciones luz-materia, incluyendo cómo un átomo de dos niveles interactúa con un campo electromagnético cuantizado. Estos factores hicieron del modelo de Jaynes-Cummings la herramienta ideal para la creación de nuevas fórmulas.

El modelo de Jaynes-Cumming tenía algunas desventajas que los investigadores tuvieron que superar para el estudio. El equipo descubrió que el modelo dificultaba la determinación de la eficiencia máxima de acoplamiento (factor θ) y el bajo momento de desfase. Por ello, crearon una variante que aprovechaba los puntos cuánticos para lograr capacidades adicionales.

Poniendo a prueba la teoría del tamiz

El primer paso para probar la teoría del tamiz fue crear un punto cuántico semiconductor. Este fotón de una sola capa representaba un átomo unidimensional, que luego se colocó dentro de una microcavidad. Esta microcavidad tenía paredes interiores reflectantes y se dejó abierta para que pudiera ajustarse, lo que permitió a los ingenieros ajustar 𝛽 y otros factores.

Láser

Se utilizó un láser débil junto con una isla de semiconductores de 20 nm de ancho para apuntar a las paredes reflectantes de la microcavidad. Para el estudio, el láser se enfocó en las paredes parcialmente transparentes de la cavidad antes de activarse mediante la separación de dos espejos. La luz refractada se dirigió luego a un divisor de haz con placas de media onda en ángulo específico para separar los fotones. Además, el divisor de haz se construyó para ser sensible a la polarización, lo que también lo ayudó a tamizar de manera más efectiva.

Cabe destacar que el divisor dirigió automáticamente los fotones individuales a un puerto diferente al de los grupos de fotones múltiples. Además, el sistema midió cuántos fotones interactuaron con el punto cuántico para determinar el verdadero estado de la energía. Los puntos cuánticos son ideales para esta tarea porque absorben fotones y emiten luz en función de las diversas interacciones.

Resultados

Los investigadores descubrieron que el tamiz separaba con precisión los fotones individuales de los grupos. El estudio también demostró que los ingenieros podían lograr una extinción del 99.2 % en la transmisión utilizando un láser débil. Además, los nuevos datos revelaron algunos resultados interesantes, incluidas funciones de correlación de segundo orden.

Sorprendentemente, el tamiz permite separar y medir con precisión la cantidad de fotones que pasan por el mecanismo. Esta capacidad abrirá nuevas oportunidades en el futuro, ya que la capacidad de confirmar la agrupación de fotones, separar los fotones en función del estado y controlar mejor los niveles de excitación de los fotones son pasos cruciales para que algún día se pueda utilizar esta tecnología para impulsar computadoras de próxima generación y más.

Caso de uso potencial

Existen numerosos usos potenciales para esta tecnología. Su principal objetivo es la creación de nuevas puertas lógicas fotónicas. La lógica cuántica desempeña un papel fundamental en las computadoras cuánticas ultrarrápidas actuales. Sin embargo, hasta la fecha, ha sido difícil crear puertas lógicas fotónicas para computadoras cuánticas 100 % ópticas, debido a la falta de fiabilidad científica. Este último estudio abre la puerta al desarrollo de estos sistemas.

Beneficios del Photon Sifter

El estudio del tamiz de fotones revela varios beneficios. Por un lado, esta tecnología ayudará a los investigadores a comprender mejor la luz y cómo interactúa con el mundo a partir de un único fotón. Este nivel de monitoreo en profundidad no estaba disponible anteriormente. Por lo tanto, muchos creen que este avance ayudará a la humanidad a aprovechar mejor el poder y la velocidad de la luz para mejorar todo.

Control sobre las estadísticas de fotones

Esta investigación ofrece otra ventaja, ya que es la primera vez que se desarrolla un método fiable para clasificar los fotones hasta su elemento único. Esta capacidad permitirá a los ingenieros crear dispositivos capaces de determinar estados como el agrupamiento fuerte y el antiagrupamiento para realizar tareas como la conversión de luz en energía a nivel de un solo fotón, garantizando una nueva era de eficiencia.

Investigadores

Los investigadores que están detrás del proyecto fueron dirigidos por Richard Warburton, de la Universidad de Basilea (Suiza). El equipo demostró con éxito su método de tamizado de fotones y ahora busca ampliar su investigación en los próximos meses. Su trabajo se basa en décadas de estudios cuánticos y ayudará a impulsar el próximo capítulo de la investigación cuántica.

Dos empresas que pueden beneficiarse del estudio Photon Sifter

Varias grandes empresas tecnológicas podrían integrar los hallazgos de este estudio para mejorar sus productos y servicios. Estas empresas ya dominan el exclusivo sector de la computación cuántica. Por lo tanto, podrían obtener mayores beneficios en el futuro al aprovechar este descubrimiento.

1. mielwell

(HON )

Honeywell es una empresa pionera en el sector de la informática cuántica. El fabricante abarca múltiples industrias y lleva en activo desde 1906. Esta empresa con sede en Carolina del Norte ofrece tecnologías aeroespaciales y de construcción al mercado y es una de las acciones más reconocidas en la actualidad.

Cabe destacar que Honeywell comenzó a ascender a la fama poco después de fusionarse con AlliedSignal en 1999. A esta fusión le siguió la adquisición de Universal Oil Products por 1.2 millones de dólares en 2002. Hoy, Honeywell sigue siendo una fuerza dominante en el mercado. Sus productos incluyen una amplia variedad de ofertas, como sistemas de control ambiental, sistemas de energía eléctrica, accesorios para sistemas de motores, soluciones de seguridad y productividad y redes de automatización y control.

Honeywell es una buena opción para los traders por muchas razones. Por un lado, la empresa ocupa el puesto número 115 en la lista Fortune 500 y fue reconocida como una de las "empresas más admiradas del mundo" por la revista Fortune el año pasado. Actualmente, Honeywell emplea a más de 95,000 profesionales cualificados. Además, presentó unos ingresos de 36.66 millones de dólares para 2023, lo que la convierte en una de las mayores empresas con ingresos del sector de la informática cuántica. Estos factores hacen que Honeywell sea una acción a tener en cuenta, ya que su próxima declaración de resultados podría generar una mayor demanda de este activo.

2. Arqit Cuántico ARQQ

(AARQ )

Arqit Quantum es una empresa de ciberseguridad con sede en el Reino Unido que ofrece protección contra ataques informáticos cuánticos. Estos dispositivos superpotentes dominarán el panorama informático. Sus capacidades los hacen ideales para la informática de nueva generación, pero también representan una gran amenaza para los profesionales de la ciberseguridad actual.

Al reconocer la demanda de sistemas altamente seguros y resistentes a la computación cuántica, David John Williams, David James Bestwick y Geoffrey Taylor fundaron Arqit Quantum. Su enfoque único incluye ofrecer opciones de almacenamiento de plataforma como servicio (PaaS) y QuantumCloud. Ambas protegen a los usuarios de las amenazas de piratería informática cuántica.

Arqit Quantum ha experimentado cierta pérdida de valor en agosto, ya que la mayor parte del sector tecnológico sufrió algunas pérdidas. Sin embargo, la empresa tiene un gran potencial alcista, especialmente si se tienen en cuenta las crecientes amenazas de guerra cibernética a nivel mundial. La exclusiva plataforma de cifrado de acuerdo de clave simétrica de seguridad cuántica de Arqit Quantum proporciona protección a nivel empresarial cuando es necesario.

Arqit Quantum firmó recientemente una asociación estratégica con Sparkle para crear una prueba de concepto (PoC) de red como servicio, que podría ayudar a demostrar la eficacia de los sistemas de Arqit contra los ataques cuánticos. Los analistas predicen cierto crecimiento de este activo a medida que la empresa sigue acumulando elogios por su investigación científica.

Solo el año pasado, Arqit Quantum recibió el premio a la Innovación en Ciberseguridad, el premio a la Empresa de Software de Ciberseguridad del Año y fue distinguida por los Premios 2023 de la Institución de Ingeniería y Tecnología (IET) por su investigación innovadora en computación cuántica.

El futuro es cuántico

No cabe duda de que la potencia informática se ha convertido en un componente fundamental de la seguridad nacional y mucho más. A medida que más ciudades del mundo se vuelven inteligentes, estos sistemas desempeñarán un papel cada vez más vital en la vida cotidiana de las personas. Por consiguiente, la mayoría coincide en que la tecnología cuántica debe perfeccionarse y protegerse de forma que no sea perjudicial.

Tamices de fotones: desbloqueo de la computación cuántica óptica

El mundo sigue avanzando hacia la era de la computación cuántica. Estos dispositivos son ahora más pequeños y están más disponibles que nunca. En el futuro, estarán disponibles comercialmente para todos, lo que abrirá la puerta a nuevas oportunidades en todos los mercados. Por ahora, el tamiz de fotones es un elemento crucial de la evolución de la computación binaria a las opciones cuánticas.

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