La combinación de chips electrónicos y fotónicos permite una detección ultrarrápida de luz cuántica

Investigadores de los Laboratorios de Tecnología de Ingeniería Cuántica de la Universidad de Bristol (QET Labs) y la Université Côte d'Azur han creado un nuevo detector de luz miniaturizado para medir las características cuánticas de la luz con más detalle que nunca. El dispositivo, hecho de dos chips de silicio que trabajan juntos, se usó para medir las propiedades únicas de la luz cuántica "comprimida" a velocidades récord.

Aprovechar las propiedades únicas de la física cuántica promete nuevas rutas para superar el estado del arte actual en computación, comunicación y medición. La fotónica de silicio, en la que la luz se utiliza como portadora de información en microchips de silicio, es un camino emocionante hacia estas tecnologías de próxima generación.

“La luz comprimida es un efecto cuántico muy útil. Puede usarse en comunicaciones cuánticas y computadoras cuánticas y ya ha sido utilizado por los observatorios de ondas gravitacionales LIGO y Virgo para mejorar su sensibilidad, ayudando a detectar eventos astronómicos exóticos como fusiones de agujeros negros. Por lo tanto, mejorar las formas en que podemos medirlo puede tener un gran impacto”, dijo el investigador Joel Tasker.

La medición de la luz comprimida requiere detectores diseñados para un ruido electrónico ultrabajo, a fin de detectar las características cuánticas débiles de la luz. Pero tales detectores hasta ahora han estado limitados en la velocidad de las señales que se pueden medir:alrededor de mil millones de ciclos por segundo.

“Esto tiene un impacto directo en la velocidad de procesamiento de las tecnologías de la información emergentes, como las computadoras ópticas y las comunicaciones con niveles muy bajos de luz. Cuanto mayor sea el ancho de banda de su detector, más rápido podrá realizar cálculos y transmitir información”, dijo el coautor principal Jonathan Frazer.

Hasta ahora, el detector integrado ha sido cronometrado en un orden de magnitud más rápido que el estado de la técnica anterior, y el equipo está trabajando para refinar la tecnología para que vaya aún más rápido. El tamaño del detector es inferior a un milímetro cuadrado; este pequeño tamaño permite el rendimiento de alta velocidad del detector. El detector está construido con microelectrónica de silicio y un chip fotónico de silicio.