Por su trabajo sobre óptica cuántica
y su aplicación al procesamiento de información
respectiva, una de las áreas de investigación
estratégicas del siglo XXI, que podría llevar
a una revolución en la informática y las telecomunicaciones,
Alfred U’Ren Cortés, del Instituto de Ciencias
Nucleares (ICN) de la UNAM, obtuvo –al igual que otros
dos científicos universitarios– una de las Cátedras
de Investigación Marcos Moshinsky 2012.
U’Ren Cortés encabeza los trabajos del
Laboratorio de Óptica Cuántica del ICN; junto
con su equipo desarrolla fuentes de luz no-clásica, aquellas
que no pueden describirse mediante las leyes de la física
clásica, y que resultan cruciales para la implementación
de tecnologías de procesamiento y transmisión
de este tipo de información.
“Mi línea de investigación se basa
en el estudio de la luz a un nivel de intensidad muy bajo, donde
ésta se puede comportar como un conjunto de partículas
denominadas fotones. Es bien conocido que la luz muestra aspectos
complementarios de onda y de partícula, y que según
la situación experimental, sale a relucir uno u otro”,
explicó el doctor en óptica por la Universidad
de Rochester.
“Las partículas cuánticas –en
particular los fotones– pueden presentar correlaciones
denominadas enredamiento cuántico, que no son posibles
bajo las leyes de la física clásica. Si los dos
integrantes de una pareja de fotones enredados se propagan y
se distancian entre sí, aún si alcanzan separaciones
arbitrarias, se mantienen correlacionados.
“Es decir, si se hace una medición sobre
uno de ellos puede conocerse el estado del otro, aunque nunca
se mida éste, directamente. El enredamiento cuántico
ha causado enorme interés en la comunidad científica
internacional; existe una gran variedad de propuestas tecnológicas
basadas en este tipo de efectos”, indicó.
Al hablar de parejas de fotones, se refiere el grado
de enredamiento cuántico. “A través de nuestra
investigación, hemos desarrollado técnicas que
permiten diseñar fuentes de luz no clásica caracterizadas
por cualquier grado”.
En el Laboratorio de Óptica Cuántica
“nos hemos enfocado no sólo a generar parejas de
fotones, sino a tomar en cuenta las necesidades de aplicaciones
particulares para este tipo de luz, y a diseñar fuentes
que generen aquéllos con propiedades requeridas por las
aplicaciones”.
En los últimos 20 años surgió
una nueva área de investigación que se dedica
al aprovechamiento de las propiedades no clásicas de
la luz para el desarrollo de nuevas tecnologías relacionadas
con el procesamiento y transmisión de información
(encriptamiento), que permiten el envío de mensajes en
forma segura; entonces, esta última se encuentra garantizada
por las mismas leyes de la física. “Los fotones
individuales son excelentes candidatos para comunicación
segura”, expresó U’Ren Cortés.
Es un tema de actualidad e interés para diversos
grupos de investigación en el mundo, “en nuestro
caso, nos hemos especializado en diseñar y demostrar
en el laboratorio, técnicas particulares para generar
luz no-clásica, con características especiales”,
comentó el especialista, galardonado en el área
de Física.
En principio, un sistema cuántico es capaz de
procesar información de una manera más eficiente
en comparación con los sistemas clásicos, lo que
da lugar a la computación en este ámbito, que
podría tener un gran impacto tecnológico.
Por ejemplo, prosiguió, en nuestro laboratorio
se han desarrollado técnicas que permiten controlar con
precisión el grado de enredamiento en una fuente de luz,
y el ancho de banda o rango de colores que emite, es decir,
una fuente monocromática emite un solo color, mientras
que una de banda ancha expresa una gama amplia de manera simultánea.
Existen aplicaciones interesantes para la luz no-clásica,
desde monocromática, hasta con un ancho de banda extenso.
“Así como podemos manipular el grado de enredamiento
y controlarlo a través de las propiedades de la fuente,
también podemos, de forma similar, controlar el ancho
espectral para generar desde luz no-clásica casi monocromática,
hasta con un ancho de banda extremadamente grande”, abundó.
Si bien la fibra óptica existe desde hace años
como medio de transmisión de luz, ésta representa
una pieza clave de nuestra investigación actual, “con
la que hemos propuesto y demostrado técnicas experimentales
para generar estados específicos de luz.
“Al transmitir luz láser por una fibra
óptica, se pueden generar fotones nuevos que vienen en
parejas y que son descritos por estados no clásicos.
Es decir, la fibra se convierte en la fuente como una alternativa
a los cristales no lineales. Una ventaja de este proceso es
que es directamente compatible con las redes de fibra instaladas
para telecomunicaciones”.
La propuesta del universitario consiste en aprovechar
diferentes tipos con características especiales para
generar estados de luz específicos.
Además, el Laboratorio de Óptica Cuántica
es uno de los pocos de su tipo en el país, y está
en posibilidad de competir en el ámbito internacional.
Ahí se han formado recursos humanos de excelencia en
los niveles de licenciatura, maestría y doctorado, y
se ha generado un número importante de artículos
de investigación, “todo ello contribuyó
para el otorgamiento de esta cátedra”, indicó.
La ciencia en general, pero la física experimental
en particular –por la necesidad de adquisición
de equipos específicos–, requiere de recursos financieros
para su desarrollo, de ahí la importancia de este tipo
de reconocimientos, pues el apoyo económico “nos
permite continuar la generación de aportes en el área
y, eventualmente, trasladarlos a productos y procesos industriales
innovadores, además de la formación de especialistas
de alto nivel”, finalizó.