Tecnología de hace 80 años inspira una Internet cuántica segura

La física de la comunicación cuántica es ciertamente compleja. Los láseres estándar en realidad no son útiles para la comunicación segura porque emiten lo que se llama la luz "clásica". Los espías de datos podrían extraer los datos que viajan a través de la luz clásica sin ser detectado. En contraste, una Internet cuántica se basa en la luz "cuántica", en el que una sola unidad de la luz --un solo fotón--no puede medirse sin ser destruida. Por lo tanto, una fuente eficiente de luz cuántica permitiría la comunicación perfectamente segura.

La autora principal, Jelena Vuckovic, profesora de ingeniería eléctrica en Stanford, ha estado trabajando durante años para desarrollar varios láseres nanoescala y tecnologías cuánticas que pueden ayudar a los ordenadores convencionales a comunicarse más rápido y más eficiente usando luz en lugar de electricidad. Ella y su equipo, incluyendo el autor principal Kevin Fischer, un estudiante de doctorado, se dio cuenta de que un láser de nanoescala modificado puede ser utilizado para generar de manera eficiente la luz cuántica para la comunicación cuántica.

"El problema es que la luz cuántica es mucho más débil que el resto de la luz que proviene del láser modificado, y es difícil de recoger", dijo Vuckovic en su estudio. "Por lo tanto, hemos creado una forma de filtrar la luz no deseada, lo que nos permite leer la señal cuántica mucho mejor."

El filtrado funciona de manera similar a unos auriculares con cancelación de ruido operan, sólo que con la luz, en lugar de sonido. Con los auriculares, un sensor mide activamente la frecuencia de sonido constante en el ambiente y produce un patrón similar, que puede ser utilizado para anular el sonido indeseable.

"Parte de la luz que viene de vuelta desde el láser modificado es como el ruido, y nos impide ver la luz cuántica", dijo Fischer. "Lo rechazamos para revelar y hacer hincapié en la señal cuántica oculta por debajo."

El equipo de Vuckovic adaptó una técnica de interferencia de señales de radio de los años 30 del siglo XX para cancelar la luz clásica no deseadQ. Primero se dieron cuenta de a qué se parece el ruído y lo reprodujeron de nuevo. Ajustando cuidadosamente cómo la luz cancelada y la luz clásica se superoponen, la luz no deseada se cancela y la luz cuántica, que estaba oculta, se revela.

"Este es un desarrollo muy prometedor", dijo Vuckovic. "Nos proporciona una vía práctica para proteger las comunicaciones cuánticas".