Un equipo de investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia de Ciencias de China (CAS) ha logrado un almacenamiento bajo demanda de qubits fotónicos en telecomunicaciones, mediante longitudes de onda utilizando una guía de ondas escrita con láser fabricada en un cristal dopado con erbio. Este proyecto permitirá el desarrollo del Internet cuántico, que alcanzará mayores distancias en comparación con la tecnología actual.
Las memorias cuánticas son dispositivos cruciales en las redes cuánticas, que deberían funcionar en longitudes de onda de telecomunicaciones. Para obtener este tipo de redes, es necesario utilizar las redes de fibra óptica actuales. Sin embargo, debido a su tiempo de lectura fijo, los sistemas de memoria cuántica preexistentes en las longitudes de onda no pueden realizar el almacenamiento bajo demanda.
En este estudio, los investigadores procesaron una memoria cuántica integrada en fibra en longitudes de onda de telecomunicaciones basada en una guía de ondas escrita con láser fabricada en un cristal de silicato de itrio dopado con erbio.
Mayor eficiencia de almacenamiento de fotones
Para realizar el almacenamiento y la recuperación bajo demanda, los investigadores pegaron e integraron fibras monomodo ordinarias en ambos extremos de la guía de ondas. Utilizaron tecnología de evaporación electrónica para fabricar electrodos en chip a ambos lados de la guía de ondas. Para aumentar aún más la eficiencia del almacenamiento, polarizaron el espín electrónico del ion erbio e inicializaron su estado de espín nuclear.
Dichos métodos dieron como resultado un aumento de cinco veces (hasta un 10,9%) en la eficiencia de almacenamiento de fotones, en comparación con los resultados informados anteriormente. Además, la fidelidad del almacenamiento cuántico bajo demanda alcanzó el 98,3%, lo que redujo significativamente la pérdida en la transmisión de fibra óptica a larga distancia.
Este trabajo demuestra una solicitud esencial para aplicaciones de redes cuánticas basadas en fibra y es un salto en la construcción de redes cuánticas a gran escala basadas en redes de fibra existentes.