Entonces, conozcamos qué es en realidad un emisor de fotones únicos. Es solo un pequeño grano de materia que emite fotones, también conocidos como partículas de luz. Fotones: Los fotones son los bloques de construcción básicos de la luz — fragmentos de energía. ¡Es lo que nos permite ver las cosas a nuestro alrededor! Lo interesante de los emisores de fotones únicos es que emiten solo uno a la vez. Esto contrasta enormemente con fuentes de luz comunes, como las bombillas o el sol, que pueden emitir millones de fotones juntos. Imagina una linterna que solo ilumina directamente frente a tu rostro en lugar de hacerlo en todas direcciones a tu alrededor!
Resulta que descubrir mucho sobre el fotón puede ser preservado por algo pequeño y frío, lo cual ha sido de interés para los científicos que estudian emisores de fotones únicos durante años. Las partículas diminutas pueden fabricarse con una variedad de materiales, como diamantes y silicio, los cuales han encontrado. Cada material tiene sus propias propiedades únicas que les permiten ser utilizadas como emisoras de fotones únicos. Además, los investigadores han aprendido a controlar los fotones emitidos por estos emisores y emplearlos en otras actividades.
Un emisor de fotones único es importante para la informática cuántica ya que permite la formación de un qubit fotónico. Los qubits son el equivalente cuántico de un bit en la computación clásica y forman la unidad fundamental de información. Pero cuando se trata de qubits fotónicos, utilizan fotones en lugar de electrones para denotar información. Una vez allí, son increíblemente potentes ya que pueden ser "enredados" con otros qubits. El enredo (si dos qubits se enredan, están interconectados) les permite comunicarse posiblemente de forma instantánea a grandes distancias sin usar ninguna energía. Sería como tener dos amigos que pueden hablar telepáticamente, separados por tres zonas horarias o más.
Los emisores de fotones únicos continúan mejorando, mientras los investigadores prueban nuevas técnicas. Publicado en Nature Photonics por Madhumitha Sastra y Serge Haroche. Los investigadores están trabajando arduamente en la mejora de la tecnología de emisores de fotones únicos... medium.com Pero un descubrimiento más reciente trata sobre la creación de estas partículas únicas desde el principio mediante algo llamado 'ingeniería del esfuerzo'. Esto implica manipular la geometría de un material para producir pequeñas manchas o defectos que pueden capturar electrones individuales. Una vez liberados, cada uno de estos electrones emite un fotón que los científicos pueden capturar.
Phil Schlosserg en Vanderbilt, uno de mis nuevos colaboradores en el espacio de emisores de fotones únicos, señala que los emisores de fotones únicos no solo son útiles para la informática cuántica. Imágenes y sensores hacia futuros nuevos: Estos dispositivos también encontrarán aplicaciones extensas en imágenes, incluidas importantes aplicaciones de defensa. Por ejemplo, podrían usarse en "microscopía superresolución'. Este es un método para que los científicos puedan obtener imágenes aún más detalladas de cosas muy pequeñas como células o moléculas. Este es un paso crucial para comprender cómo funcionan las cosas a nivel molecular en la vida.
Otra aplicación bastante notable es la "detección cuántica" con emisores de fotones únicos. Se trata de una detección cuántica, donde los fotones poseen propiedades especiales que les permiten medir pequeños cambios en la temperatura o campos magnéticos. Estos podrían usarse para detectar pequeños problemas en materiales, revisiones de salud del cuerpo humano,... Tenemos algo como sensores supersensibles, capaces de percibir lo que es completamente imperceptible para nuestros sentidos normales.
Aunque los emisores de fotones únicos muestran un gran potencial para ser un bloque de construcción clave de tecnologías futuras, aún quedan algunos desafíos que los científicos deben resolver. El principal punto de controversia con estas partículas es que son bastante frágiles. Sin embargo, son potencialmente sensibles a cosas como la luz o el calor, y por lo tanto los investigadores deben proteger las moléculas. La verdadera estrella es el descubrimiento de nuevas configuraciones magnéticas y lo que podrían acabar haciendo, si se logra encontrar alguna manera de proteger estas partículas en la práctica.
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