Tradicionalmente, los fotones (partículas fundamentales de la luz) se manipulan mediante dispositivos voluminosos, especialmente en el ámbito de la computación cuántica. Estos métodos, aunque eficaces, enfrentan limitaciones importantes en términos de tamaño y fiabilidad.
Las metasuperficies, superficies ultradelgadas grabadas con patrones nanométricos, emergen como una solución elegante para superar estos obstáculos.
Representación artística de grafos cuánticos en metasuperficies.
Crédito: Joshua Mornhinweg
Un equipo de investigadores de Harvard, liderado por Federico Capasso, ha demostrado la eficacia de estas metasuperficies en la creación de estados cuánticos. Su trabajo, publicado en
Science, marca un avance significativo hacia la miniaturización de dispositivos. Estas superficies permiten realizar operaciones cuánticas con una estabilidad y robustez sin precedentes.
Las implicaciones de esta investigación van más allá de la computación cuántica. Las metasuperficies también podrían aplicarse en la detección cuántica o en dispositivos tipo 'laboratorio en un chip'. Esta tecnología promete hacer que los sistemas cuánticos sean más accesibles y fáciles de integrar en aplicaciones prácticas.
¿Qué es una metasuperficie?
Una metasuperficie es un material artificial diseñado para manipular ondas electromagnéticas de una manera que los materiales naturales no pueden lograr. Estas superficies están grabadas con patrones nanométricos que influyen en la luz, permitiendo un control preciso sobre su fase, amplitud y polarización.
Las metasuperficies pueden realizar funciones ópticas con un grosor mucho menor que el de las lentes tradicionales. Esto las hace especialmente atractivas para aplicaciones donde la miniaturización es clave, como en dispositivos portátiles o satélites.
A diferencia de los sistemas ópticos tradicionales, las metasuperficies no requieren un alineamiento preciso de componentes. Esta característica reduce considerablemente los costes de fabricación y aumenta la robustez de los dispositivos.
Su aplicación en el ámbito cuántico representa un avance importante, ofreciendo una nueva forma de generar y manipular estados cuánticos de la luz.
Fuente: Science