Un nuevo modelo sienta las bases de la aplicación de componentes fotónicos comerciales al ámbito de los ordenadores y las comunicaciones cuánticas. Este avance ha sido publicado por la revista Laser and Photonics Reviews.
Investigadores de la Universitat Politècnica de València y la Universidad Miguel Hernández de Elche han desarrollado el primer modelo publicado a nivel mundial que describe la operación completa en régimen cuántico de los moduladores ópticos integrados, unos dispositivos que se emplean en sistemas de telecomunicación por fibra óptica para modular la luz con información y que permiten alcanzar velocidades de hasta 100 Gb/s.
Según explica José Capmany, director del Instituto ITEAM de la Politècnica de València y uno de los autores del trabajo, estos componentes, disponibles ya de forma comercial y empleados en telecomunicaciones de banda ancha, podrán aplicarse a la futura fabricación de sistemas lógicos y ordenadores cuánticos, explotando las propiedades desveladas en este estudio.
Dichas propiedades se refieren a la posibilidad de generar y manipular estados entrelazados de la luz, y de poder procesarlos de manera similar a las puertas lógicas de la electrónica digital.
“La posibilidad de integrar varios de estos componentes en un chip óptico abre las puertas al diseño de circuitos de mayor complejidad y coste reducido aprovechando la economía de escala que aporta la integración fotónica”, apunta Capmany.
Junto al profesor Capmany, este trabajo ha sido desarrollado por Carlos R. Fernández-Pousa, investigador del Departamento de Ingeniería de Comunicaciones de la Universidad Miguel Hernández de Elche. Ambos presentaron sus conclusiones en la reunión final del proyecto CONSOLIDER-INGENIO Quantum Information Technologies (QOIT), celebrada a principios de mes en Barcelona.
Según apunta el investigador de la UMH, “no existe una tecnología dominante para la implementación escalable de protocolos de procesado cuántico de información. Nuestro trabajo se inscribe dentro de la búsqueda de alternativas tecnológicas viables”.
Sobre los ordenadores cuánticos
El trabajo de investigadores de la UPV y la UMH supone un “paso más” en el estudio y desarrollo de la comunicación y computadores cuánticos, que supondrán una “gran revolución” en el campo de las telecomunicaciones.
“Estamos todavía en una fase inicial. Los primeros ordenadores cuánticos aparecerán en unos 15 años y abrirán un campo completamente nuevo al multiplicar la capacidad de almacenado y procesado de información en tamaños muy reducidos. Actualmente, uno de los impedimentos a su desarrollo es que las demostraciones realizadas se basan en montajes muy aparatosos que conllevan condiciones que sólo se pueden reproducir en entornos controlados de laboratorio”, aclara José Capmany.
“El uso de tecnologías de modulación como interfaces de control en tareas de procesado basadas en fotónica cuántica integrada puede simplificar mucho esta tarea”, añade Carlos R. Fernández-Pousa.
Sobre las prestaciones de la computación cuántica, el director del ITEAM de la UPV explica que permitirá cálculos mucho más rápidos y velocidades de proceso que harán posible la resolución de problemas cuya complejidad los hace inabordables hoy en día con ordenadores clásicos.
Sus aplicaciones pueden ser múltiples, desde simulaciones masivas en meteorología, clima, química, genética, etc. hasta nuevos sistemas de seguridad cuántica, que permitirán generar mensajes cifrados-claves totalmente indescifrables.
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