Esta ilustración muestra un componente recientemente desarrollado, conocido como unión de Josephson, que puede detectar un solo fotón de luz. – RAYTHEON BBN TECHNOLOGIES
Raytheon ha desarrollado una nueva forma de detectar un solo fotón o partícula de luz, con aplicaciones para sensores, comunicaciones y procesadores informáticos cuánticos exponencialmente más potentes.
El equipo ha publicado su trabajo, que se centra en el uso de un componente llamado cruce de Josephson, en la revista Science. El descubrimiento se basa en la investigación anterior del mismo equipo sobre un detector de radiación de microondas 100.000 veces más sensible que los sistemas existentes.

“Una unión de Josephson en la computación cuántica es análoga a un transistor para la electrónica moderna, por lo que son muy importantes”, dijo Kin Chung Fong, científico de procesamiento de información cuántica en Raytheon BBN Technologies e investigador asociado en la Universidad de Harvard. “Nuestro nuevo dispositivo permite que esta unidad básica en computación cuántica se comunique a través de tan solo un fotón. Mejorará la velocidad en la comunicación y puede hacer posible la detección y las redes cuánticas”.

Investigadores y laboratorios de todo el mundo han comenzado a construir computadoras cuánticas más grandes, buscando desbloquear la promesa de un procesamiento más rápido. “En teoría, las computadoras cuánticas pueden tomar el control donde las computadoras tradicionales se quedarían sin potencia de procesamiento”, dijo Brad Tousley, presidente de Raytheon BBN Technologies.

“Las computadoras cuánticas son particularmente buenas para resolver problemas críticos de optimización. Un ejemplo sería el diseño asistido por computadora de un sistema grande como un avión. La computación cuántica permite un análisis más finito de algo como la forma de un ala que nunca antes”. La limitación técnica ha sido el ruido de fondo que hace que los qubits pierdan memoria, creando errores en el procesamiento. Mientras que otros investigadores ven el ruido como un problema, Fong y su equipo ven una oportunidad.

Su método funciona un poco como una carretera, donde las cargas superconductoras desempeñan el papel de los automóviles. En principio, pueden moverse muy rápido sin chocar entre sí. El ruido de fondo es como un automóvil averiado en el carril central: interrumpe el flujo del tráfico.”La interrupción podría destruir los datos en las aplicaciones de computación cuántica”, dijo Fong. “Sin embargo, podemos utilizar este mismo fenómeno para detectar un solo fotón, permitiendo que el tráfico continúe acelerando”.

El descubrimiento es parte de un esfuerzo de investigación en Raytheon BBN Technologies, una subsidiaria de Raytheon Intelligence & Space. Raytheon BBN ha estado proporcionando investigación y desarrollo de tecnología avanzada durante más de 70 años, a menudo sirviendo como un vínculo crucial entre el ejército estadounidense y los investigadores en las universidades.

“Hemos llenado un vacío tecnológico con la primera unión de Josephson en detectar un solo fotón”, dijo Fong. “Es una tecnología habilitadora para la creación de redes, la comunicación y la computación. En realidad, solo estamos rascando la superficie”.

 

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