Académico UCSC participa en construcción de dispositivo computacional con fibras ópticas de próxima generación

Mientras empresas como Google o IBM ya están construyendo los primeros prototipos de computadores cuánticos, con tecnología de frontera, capaces de procesar millones de datos por segundo, un equipo multidisciplinario creó un dispositivo de bajo costo pero con tremendas prestaciones en óptica, así como para la computación cuántica basada en dispositivos ópticos.

Uno de los científicos es el Dr. Jaime Cariñe, académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería de la UCSC e investigador del Instituto Milenio de Óptica MIRO, quien señala que “tenemos un dispositivo eficiente, que es fabricado explorando un diseño más moderno para fibras ópticas de próxima generación. Debido a la simpleza que tiene este dispositivo buscará ser un hito en el área de óptica aplicada como: comunicación, computación y metrología (mediciones de fenómenos físicos de alta precisión)».

El potencial de este aparato es sorprendente, su nombre es “Multiport Beam Splitter” (“Divisor de Luz multipuerto”), no es un computador cuántico propiamente tal, “sino que un dispositivo que podría ser una de sus partes, su función es establecer las conexiones con una gran capacidad de cálculo”, explica el Dr. Cariñe.

El estudio “Multi-port beamsplitters based on multi-core optical fibers for high-dimensional quantum information” (“Divisores de luz de múltiples puertos construidos en fibras ópticas multi-núcleo para procesamiento de información cuántica en altas dimensiones”) fue publicado en la revista científica internacional Optica, de la Optical Society of America (OSA). La publicación está disponible aquí.

Enormes posibilidades

La creación del dispositivo abre posibilidades de uso en distintas áreas, siendo una de ellas la seguridad informática ya que “es capaz de proteger archivos como datos, claves y videos, brindándoles seguridad incondicional entregada por las propiedades de la mecánica cuántica. Lo anterior va en ayuda directa de la realización de transacciones de alta confiabilidad donde se requiere la inviolabilidad de las claves”, agrega el Dr. Jaime Cariñe.

Para Gustavo Lima, director de la investigación, académico del Departamento de Física y Matemáticas de la Universidad de Concepción e investigador adjunto de MIRO, las aplicaciones de este dispositivo son transversales en óptica aplicada “Tiene directas implicaciones a loterías y empresas de juegos online. La ventaja es que la privacidad de los números generados es garantizada por los fundamentos de la mecánica cuántica”, por lo que “tenemos patentes en preparación para equipos de lotería basados en estos equipos”, señala.

“El descubrimiento fue posible gracias a un esfuerzo de varios años, donde intentamos buscar métodos prácticos para aprovechar mejor el carácter multidimensional de la luz para el procesamiento de la información, ya que queríamos concentrar esta plataforma con la actual infraestructura de telecomunicaciones”, comenta Stephen Walborn, miembro de MIRO y profesor del Departamento de Física y Matemáticas de la Universidad de Concepción.

En el trabajo participaron, además de los doctores Lima, Cariñe y Walborn, Aldo Delgado, Nayda Guerrero, Tania García y Luciano Pereira de la Universidad de Concepción, Gustavo Cañas, de la Universidad del Bío-Bío y Miguel Solís de la Universidad de la Frontera. Como co-autores internacionales se suman Guilherme Xavier, de la Linköpings Universitet de Suecia; Paul Skrzypczyk, de la Universidad de Bristol en Inglaterra; e Ivan Supic y Daniel Cavalcanti, del ICFO (Instituto de Ciencias Fotónicas) España.