Investigadores de la Universidad de Innsbruck han logrado un avance pionero en redes cuánticas al entrelazar con éxito diez qubits individuales con fotones. Este logro, publicado en Physical Review Letters, establece un método escalable para interconectar procesadores cuánticos, allanando el camino para aplicaciones futuras en computación distribuida y sincronización temporal de alta precisión.
El equipo, liderado por Ben Lanyon, utilizó una cadena de diez iones de calcio en un prototipo de computadora cuántica. Mediante el control de campos eléctricos, cada ion fue dirigido a una cavidad óptica donde un pulso láser desencadenó la emisión de un único fotón. Este proceso entrelazó la polarización del fotón con el estado cuántico del ion asociado, generando un flujo de fotones vinculados a qubits de iones distintos. La fidelidad promedio de entrelazamiento ion-fotón alcanzó un notable 92%, demostrando la fiabilidad de la técnica.
La escalabilidad de este método es una de sus características más destacadas. A diferencia de experimentos previos que entrelazaban solo dos o tres qubits, la configuración de Innsbruck permite la expansión a registros mucho más grandes, con potencial para albergar cientos de iones. Esta capacidad es crucial para la interconexión de procesadores cuánticos a través de distancias geográficas, facilitando el desarrollo de aplicaciones a gran escala.
Las implicaciones de este avance trascienden la computación, prometiendo mejoras significativas en la precisión de los relojes atómicos ópticos. La conexión de estos relojes a través de redes cuánticas podría establecer un sistema de cronometraje global con una exactitud sin precedentes, crucial para campos como la navegación y las telecomunicaciones avanzadas.
La investigación, que cuenta con financiación del Fondo Austriaco para la Ciencia (FWF) y la Unión Europea, se alinea con los esfuerzos globales para construir un internet cuántico. Este futuro internet promete comunicaciones seguras, la interconexión de computadoras cuánticas distantes para sistemas más potentes y tecnologías de detección de alta precisión. El entrelazamiento de múltiples qubits con fotones representa un paso clave hacia la realización de estas ambiciones, acercándonos a una era de información cuántica fluida a través de redes globales seguras y eficientes.