Nuevo paso hacia la computación cuántica: Detienen la luz en el aire

Físicos de la Universidad Nacional de Australia (ANU) han llevado la computación cuántica un paso más cerca de la realidad parando la luz en un nuevo experimento.

El investigador principal, Jesse Everett, cuenta que controlar el movimiento de la luz es fundamental para el desarrollo de futuros ordenadores cuánticos, que podrían resolver problemas demasiado complejos para los equipos más avanzados de hoy en día.

"A la computación cuántica óptica le queda todavía un largo camino por recorrer, pero nuestro exitoso experimento es un paso más", dice Everett, de la Escuela de Investigación en Física e Ingeniería y del Centro ARC de Excelencia para la Computación y la Tecnología de la Comunicación Cuántica -que está presente en varias universidades- de ANU.

Añade que los ordenadores cuánticos basados ​​en la luz -en fotones- podrían conectarse fácilmente con las tecnologías de la comunicación, como las fibras ópticas, y tener aplicaciones potenciales en campos como la medicina, la defensa, las telecomunicaciones y los servicios financieros.

El experimento del equipo de investigación -que creó una trampa de luz alumbrando con láseres infrarrojos un vapor atómico ultrafrío- se inspiró en el descubrimiento por parte de Everett del potencial para detener la luz en una simulación por ordenador.

"Está claro que la luz es atrapada, que hay fotones circulando alrededor de los átomos", dice Everett. "Los átomos absorben parte de la luz atrapada, pero una proporción sustancial de los fotones se congelaron dentro de la nube atómica."

Como Kylo Ren en 'Star Wars'

Everett comparó el experimento con una escena de Star Wars: El despertar de la Fuerza, en la que el personaje de Kylo Ren usa la Fuerza para detener un disparo láser en el aire.

"Es bastante sorprendente mirar una película de ciencia ficción y ver que en realidad hemos hecho algo parecido", dice, en la nota de prensa de la universidad.

El profesor ayudante Ben Buchler, que lidera el equipo de investigación de ANU, dice que el experimento de la trampa de luz demuestra un control increíble de un sistema muy complejo. "Nuestro método nos permite manipular la interacción de la luz y los átomos con gran precisión".

El co-investigador Geoff Campbell, también de ANU, dice que los fotones en su mayoría pasaron unos junto a otros a la velocidad de la luz sin ningún tipo de interacción, mientras que los átomos interactuaron entre sí con facilidad.

"Acorralar una multitud de fotones en una nube de átomos ultrafríos crea más oportunidades para que interactúen", dice Campbell. "Estamos trabajando hacia que un único fotón cambie la fase de un segundo fotón. Podríamos usar ese procedimiento para hacer una puerta lógica cuántica, el componente básico de un ordenador cuántico", dice Campbell.

El Centro ARC de Excelencia para la Computación y la Tecnología de la Comunicación Cuántica abarca a ANU, la Universidad de Nueva Gales del Sur, la Universidad de Melbourne, la de Queensland, la de Griffith, la de Sydney, y la Academia de Defensa de Australia, junto con 12 socios universitarios e industriales. Los resultados del experimento se publican en la revista Nature Physics.

Referencia bibliográfica:

J. L. Everett, G. T. Campbell, Y.-W. Cho, P. Vernaz-Gris, D.B. Higginbottom, O. Pinel, N. P. Robins, P. K. Lam, B. C. Buchler: Dynamical observations of self-stabilizing stationary light. Nature Physics (2016). DOI: 10.1038/nphys3901.