Almacenamiento y recuperación de fotones individuales transmitidos entre memorias cuánticas remotas

Área de la Ciencia:

• Ciencias de la información cuántica Ciencias de la información cuántica.
• Las redes cuánticas son redes cuánticas.
• Física atómica es la física atómica.

Sus antecedentes:

• Las operaciones de la red cuántica requieren un mapeo eficiente entre los estados cuánticos de la materia (memoria atómica) y la luz (fotones).
• Almacenar y recuperar información cuántica en conjuntos atómicos es esencial para la comunicación cuántica.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar la generación, transmisión, almacenamiento y recuperación de cuantos individuales entre dos conjuntos atómicos remotos.
• Establecer un elemento fundamental para las redes cuánticas distribuidas.

Principales métodos:

• Generación de un solo fotón a partir de un conjunto atómico frío.
• Transmisión del fotón a través de 100 metros de fibra óptica a un segundo conjunto atómico.
• Conversión del fotón en una excitación atómica colectiva (polaritón de estado oscuro) y posterior recuperación de nuevo en un fotón.

Principales resultados:

• Almacenamiento y recuperación exitosos de cuantos individuales con un tiempo de almacenamiento de 0,5 microsegundos, confirmado por mediciones de anticorrelación.
• Tiempos de almacenamiento observados superiores a diez microsegundos, verificados mediante mediciones de correlación cruzada de intensidad.
• Períodos de almacenamiento demostrados significativamente más largos (dos órdenes de magnitud) que el tiempo de conversión del estado cuántico.

Conclusiones:

• Se valida experimentalmente la transferencia controlada de cuantos individuales entre memorias cuánticas remotas.
• Este logro representa un avance significativo hacia la realización de redes cuánticas distribuidas funcionales.