Uma equipe internacional de pesquisadores liderada por Maximilian Weißflog com a participação de cientistas de Jena, Canberra e com o apoio de Darmstadt fez um avanço significativo na óptica quântica. Em sua última publicação no renomado Nature Journal, os cientistas apresentam um novo método para gerar pares de fótons emaranhados usando materiais bidimensionais (2D). Este desenvolvimento pode abrir a porta para a criptografia quântica em dispositivos móveis.
Fonte miniaturizada para fótons emaranhados
A fonte para pares de fótons emaranhados apresentada no artigo é notavelmente pequena: com um tamanho de apenas 10x10x10 micrômetros (µm), ela pode ser facilmente integrada em dispositivos compactos. Esta é uma vantagem significativa sobre fontes convencionais para fótons emaranhados, que são frequentemente volumosas e complexas de manusear.
Emaranhamento ajustável
Outra característica marcante dessa nova fonte é sua ajustabilidade. O tipo de emaranhamento dos pares de fótons gerados pode ser modificado pelo laser de bomba usado. Essa flexibilidade abre uma ampla gama de aplicações possíveis, particularmente no campo da comunicação quântica e criptografia quântica. Dispositivos móveis podem se beneficiar dessa tecnologia no futuro, fornecendo canais de comunicação seguros com base nos princípios da mecânica quântica.
Cooperação internacional
Um fator importante desse sucesso é a colaboração entre a Friedrich Schiller University Jena, a Australian National University em Canberra e contribuições adicionais da Technical University of Darmstadt. Essa cooperação internacional dentro do International Research Training Group (IRTG) 2675 “Meta-Active” IRTG destaca a importância da colaboração global na ciência para alcançar avanços tecnológicos.
Aplicações potenciais e perspectivas futuras
A capacidade de criar pares de fótons emaranhados em uma escala tão pequena e com propriedades ajustáveis pode ter implicações de longo alcance para o desenvolvimento de computadores quânticos e sistemas de comunicação quântica. Para comunicação móvel e dispositivos portáteis em particular, isso abre um novo campo que até agora permaneceu inexplorado devido ao tamanho e à complexidade da tecnologia necessária.
Os resultados desta pesquisa marcam um passo significativo em direção às aplicações práticas da óptica quântica e podem formar a base para desenvolvimentos futuros em transmissão segura de dados.
O próximo objetivo da pesquisa é aumentar a taxa de geração por correspondência de quase-fase e integrar a fonte em cavidades monolíticas com alta qualidade para melhorar a taxa de geração de pares. A integração dessas fontes em chips fotônicos também será explorada para desenvolver dispositivos QKD em miniatura. Além disso, o uso de novos materiais e metassuperfícies será investigado para criar fontes ainda mais brilhantes e versáteis.
