Investigadores de la facultad de física de la Universidad de Vilnius han desarrollado un modelo teórico que utiliza la luz para «programar» átomos sin necesidad de campos magnéticos externos.
Según el concepto de los autores, la luz primero «programa» los átomos, y luego el medio atómico pre-preparado cambia la forma y polarización de los complejos haces láser.
En el corazón del modelo están los vórtices ópticos: haces con una estructura de frente de onda en espiral, donde la intensidad cae a cero en el «núcleo». El tamaño de la región oscura está determinado por la carga topológica, que «no está limitada y puede tomar cualquier valor entero positivo y negativo».
En la práctica, se pueden obtener hasta 10,000 estados diferentes — y la información puede ser codificada en qudits en lugar de en un sistema de qubit de dos estados.
Para controlar los vórtices vectoriales, los investigadores examinaron la interacción de un haz con un gas atómico en el que los átomos tienen tres niveles de energía. En el modelo, el medio preparado hereda el patrón espacial de la luz: en algunas regiones los átomos absorben la radiación más fuertemente, en otras se vuelven casi transparentes. Luego comienza la retroalimentación: la respuesta atómica reconstruye el propio haz.
En lugar de una simple estructura de anillo, aparece un patrón de pétalos con varias regiones brillantes alrededor del centro — la estructura de polarización también cambia. Anteriormente, tal control generalmente requería potentes campos magnéticos externos y equipos complejos.
Teóricamente, este desarrollo abre el camino a procesadores cuánticos más rápidos, redes de comunicación cuántica altamente seguras y sensores ópticos ultra precisos.
Como recordatorio, el 17 de junio uno de los dieciséis laboratorios nacionales del Departamento de Energía de EE. UU., Sandia National Laboratories, y el desarrollador de computadoras cuánticas Quantinuum publicaron un artículo revisado por pares sobre la computadora cuántica de 98 qubits Helios.
Fuente: ForkLog
