Investigadores de la Universidad de Oklahoma dirigieron un estudio publicado recientemente en Avances de la ciencia eso prueba el principio de usar correlaciones espaciales en haces de luz entrelazados cuánticamente para codificar información y permitir su transmisión segura.
La luz se puede utilizar para codificar información para transmisión de alta velocidad de datos, comunicación a larga distancia y más. Pero para una comunicación segura, la codificación de grandes cantidades de información a la luz presenta desafíos adicionales para garantizar la privacidad y la integridad de los datos que se transfieren.
Alberto Marino, el profesor presidencial Ted S. Webb en la Facultad de Artes Homer L. Dodge, dirigió la investigación con el estudiante de doctorado de OU y el primer autor del estudio, Gaurav Nirala, y los coautores Siva T. Pradyumna y Ashok Kumar. Marino también ocupa cargos en el Centro de Investigación y Tecnología Cuántica de OU y en el Centro de Ciencias Cuánticas del Laboratorio Nacional de Oak Ridge.
«La idea detrás del proyecto es poder usar las propiedades espaciales de la luz para codificar grandes cantidades de información, tal como una imagen contiene información. Sin embargo, poder hacerlo de una manera que sea compatible con las redes cuánticas. para la transferencia segura de información. Cuando considera una imagen, se puede construir combinando patrones espaciales básicos conocidos como modos, y dependiendo de cómo combine estos modos, puede cambiar la imagen o la información codificada «, dijo Marino.
«Lo que estamos haciendo aquí que es nuevo y diferente es que no solo estamos usando esos modos para codificar información, estamos usando las correlaciones entre ellos», agregó. «Estamos utilizando la información adicional sobre cómo se vinculan esos modos para codificar la información».
Los investigadores utilizaron dos haces de luz entrelazados, lo que significa que las ondas de luz están interconectadas con correlaciones que son más fuertes que las que se pueden lograr con la luz clásica y permanecen interconectadas a pesar de la distancia que las separa.
«La ventaja del enfoque que presentamos es que no puede recuperar la información codificada a menos que realice mediciones conjuntas de los dos haces enredados», dijo Marino. “Esto tiene aplicaciones como la comunicación segura, ya que si tuvieras que medir cada haz por sí mismo, no podrías extraer ninguna información. Hay que obtener la información compartida entre ambos haces y combinarla de la forma adecuada. para extraer la información codificada».
A través de una serie de imágenes y mediciones de correlación, los investigadores demostraron los resultados de la codificación exitosa de información en estos haces de luz entrelazados cuánticamente. Solo cuando los dos haces se combinaron utilizando los métodos previstos, la información se resolvió en información reconocible codificada en forma de imágenes.
«El resultado experimental describe cómo se pueden transferir patrones espaciales de un campo óptico a dos nuevos campos ópticos generados mediante un proceso de mecánica cuántica llamado mezcla de cuatro ondas», dijo Nirala. «El patrón espacial codificado se puede recuperar únicamente mediante mediciones conjuntas de los campos generados. Un aspecto interesante de este experimento es que ofrece un método novedoso para codificar información a la luz modificando la correlación entre varios modos espaciales sin afectar las correlaciones temporales».
«Lo que esto podría permitir, en principio, es la capacidad de codificar y transmitir de forma segura una gran cantidad de información utilizando las propiedades espaciales de la luz, al igual que una imagen contiene mucha más información que simplemente encender y apagar la luz», dijo Marino. dicho. «Usar las correlaciones espaciales es un nuevo enfoque para codificar información».
«Codificación de información en las correlaciones espaciales de haces gemelos entrelazados» se publicó en Avances de la ciencia el 2 de junio de 2023.
