La expansión de la fibra óptica avanza en todo el mundo, lo que no solo aumenta el ancho de banda de las conexiones convencionales a internet, sino que también hace cada vez más viable la construcción de una internet cuántica global.
La internet cuántica puede ayudar a explotar plenamente el potencial de determinadas tecnologías. Entre ellas, una computación cuántica mucho más potente gracias a la conexión de procesadores cuánticos, una comunicación más segura gracias a la distribución cuántica de claves o mediciones del tiempo más precisas gracias a la sincronización de relojes atómicos.
Sin embargo, las diferencias entre el estándar de fibra de vidrio de 1550 nanómetros (nm) y las longitudes de onda usadas por los distintos bits cuánticos hasta la fecha, representan un obstáculo, porque esos bits cuánticos se encuentran en su mayoría en la banda de la luz visible o en la del infrarrojo cercano. Los investigadores quieren superar este obstáculo con la ayuda de la conversión de frecuencia cuántica, que puede cambiar específicamente las frecuencias de los fotones conservando todas las demás propiedades cuánticas. Esto permite la conversión a la gama de telecomunicaciones de 1550 nm para la transmisión de estados cuánticos a larga distancia y con bajas pérdidas.
El Ministerio Federal Alemán de Educación e Investigación (BMBF) está financiando la preparación de tecnologías para la conversión de frecuencias cuánticas. Ya se trabaja en el desarrollo de convertidores de frecuencias cuánticas (QFK) de alta eficiencia y bajo «ruido» para llevar a cabo pruebas pioneras.
El Instituto Fraunhofer de Física de Estado Sólido Aplicada (Fraunhofer IAF) en Alemania ha contribuido al proyecto con el exitoso desarrollo de dispositivos láser del tipo conocido como VECSEL, provistos de un resonador externo y de un filtro interno para la selección de la longitud de onda.
Marcel Rattunde y sus colegas han desarrollado VECSELs que, dependiendo de la longitud de onda de salida de los bits cuánticos empleados, cubren específicamente longitudes de onda entre 1,9 y 2,5 micrómetros y alcanzan una potencia de salida de hasta 2,4 vatios, con una estabilidad absoluta de longitud de onda que corresponde a una estabilidad de frecuencia inferior a 100 kilohercios (kHz). Lo logrado representa un récord internacional para este tipo de láser, tal como subraya Marcel Rattunde, jefe del departamento de optoelectrónica en el Instituto Fraunhofer de Física de Estado Sólido Aplicada.
Información Noticias de la Ciencia
