Estudio chileno propone una nueva forma de revelar propiedades cuánticas ocultas en la luz
Tiempo de lectura: 2 minutos Investigadores chilenos desarrollaron una herramienta teórica que permitiría identificar de forma más simple estados cuánticos complejos de la luz, un avance con potencial para futuras tecnologías cuánticas.
A simple vista, un haz de luz puede parecer completamente normal, como el de un puntero láser. Sin embargo, algunos estados de la luz esconden propiedades cuánticas imposibles de explicar mediante la física clásica, las que suelen permanecer ocultas para las técnicas experimentales convencionales.
Con el objetivo de superar esta dificultad, investigadores del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile, junto al grupo LAMP de la Universidad de Concepción, desarrollaron un método teórico que permite detectar estas propiedades de manera más simple y potencialmente en tiempo real.
El trabajo fue publicado recientemente en la revista Physical Review Research y propone una nueva estrategia para identificar estados no gaussianos de la luz, considerados un recurso fundamental para el desarrollo de tecnologías cuánticas emergentes.
Una nueva forma de detectar el comportamiento cuántico
En óptica cuántica, los estados no gaussianos corresponden a formas de luz cuyo comportamiento es mucho más complejo que el de los estados clásicos, ya que presentan correlaciones y efectos que no pueden explicarse mediante la física convencional.
«Es como pasar de una onda tranquila y uniforme a una figura llena de detalles finos e interferencias. Uno de los grandes desafíos actuales en óptica cuántica es poder detectar de manera simple cuando un estado de luz es realmente cuántico y no clásico, especialmente cuando son estados intensos y no gaussianos, que podrían ser fundamentales para tecnologías cuánticas emergentes», explica la Dra. Carla Hermann, académica del Departamento de Física de la FCFM e investigadora del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO).
La investigación se enfocó en una familia de estados cuánticos generalizados que aparecen cuando un haz de luz interactúa con un medio no lineal. Aunque poseen propiedades profundamente cuánticas, muchas veces parecen comportarse como estados clásicos frente a las mediciones tradicionales.
«Estos estados son como un lobo con piel de oveja. Si uno no utiliza las herramientas tradicionales de correlación de intensidad, el sistema sigue viéndose clásico. Nadie sospecharía que hay algo cuántico muy potente detrás», señala la investigadora.
El estudio demostró teóricamente que una función denominada «intensity-field correlation function« permite revelar directamente ese comportamiento no clásico mediante una estrategia experimental mucho más sencilla que las utilizadas hasta ahora.
Un avance para las futuras tecnologías cuánticas
El trabajo fue desarrollado principalmente desde la teoría, utilizando herramientas matemáticas para estudiar distintos regímenes no lineales y evaluar cómo este método responde frente a pérdidas, decoherencia y otras condiciones presentes en experimentos reales.
Además de ampliar el conocimiento sobre la naturaleza cuántica de la luz, esta herramienta podría tener aplicaciones futuras en áreas como la computación cuántica, sensores de alta precisión, metrología avanzada y comunicaciones cuánticas, donde los estados no gaussianos son considerados recursos fundamentales.
En la investigación también participaron los investigadores Víctor Gondret, Ignacio Salinas, Gerard Hartmann y Mariano Uria, bajo la dirección científica de Carla Hermann y del profesor Pablo Solano, de la Universidad de Concepción, consolidando un nuevo avance del Departamento de Física de la Universidad de Chile en el desarrollo de tecnologías cuánticas emergentes.
