Físicos acaban de construir el primer prototipo funcional de un ‘radar cuántico’

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Físicos acaban de construir el primer prototipo funcional de un ‘radar cuántico’

Ilustración de radar cuántico. (IST Austria / Philip Krantz)

Un equipo de investigadores de Austria, Estados Unidos, el Reino Unido e Italia ha demostrado una nueva tecnología llamada iluminación cuántica de microondas que utiliza fotones de microondas entrelazados como método de detección. Su dispositivo prototipo es capaz de detectar objetos en entornos térmicos con mucho ruido donde los sistemas de radar clásicos a menudo fallan.

«Lo que hemos demostrado es una prueba de concepto para el radar cuántico de microondas», dijo el Dr. Shabir Barzanjeh, investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología Cuántica de la Universidad de Calgary y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria.

«Utilizando el entrelazamiento cuántico generado a unas pocas milésimas de grado por encima del cero absoluto, hemos podido detectar objetos de baja reflectividad a temperatura ambiente.

En lugar de utilizar microondas convencionales, el Dr. Barzanjeh y sus colegas han entrelazado dos grupos de fotones: fotones «de señal» y fotones «inactivos» por lo que han nombrado su método, además de radar cuántico, «iluminación cuántica de microondas».

Los fotones de señal se envían hacia el objeto de interés, mientras que los fotones inactivos se miden en un relativo aislamiento, libre de interferencias y ruido.

Cuando los fotones de señal se reflejan hacia atrás, se pierde un entrelazamiento entre la señal y los fotones inactivos, pero sobrevive una pequeña cantidad, lo cual crea una firma o patrón que describe la existencia o la ausencia del objetivo, independientemente del ruido dentro del medio ambiente.

Si bien el entrelazamiento cuántico en sí mismo es de naturaleza frágil, el dispositivo tiene algunas ventajas sobre los radares clásicos convencionales.

Por ejemplo, a bajos niveles de potencia, los sistemas de radar convencionales generalmente sufren de poca sensibilidad ya que tienen problemas para distinguir la radiación reflejada por el objeto del ruido de radiación de fondo natural.

La iluminación cuántica de microondas ofrece una solución a este problema, ya que las similitudes entre la señal y los fotones inactivos, generados por el entrelazamiento cuántico, hacen que sea más eficaz distinguir los fotones de la señal del ruido generado en el entorno.

«El mensaje principal detrás de nuestra investigación es que el radar cuántico o la iluminación cuántica de microondas no solo es posible en teoría sino también en la práctica», dijo el Dr. Barzanjeh.

El dispositivo del equipo se describe en un artículo en la revista Science Advances.

 

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