Se ha desarrollado un nuevo método para medir tres propiedades diferentes de la luz al mismo tiempo, utilizando un esquema de detección cuántica basado en interferometría capaz de estimar simultáneamente múltiples parámetros de una red óptica.
Este enfoque podría contribuir a los avances en los campos de la medicina y la astronomía, por ejemplo, para mejorar la precisión y el alcance de las mediciones cuánticas en aplicaciones que van desde la imagen biológica hasta la detección de ondas gravitacionales.
Hasta la fecha, solo había sido posible medir cada parámetro individualmente. Sin embargo, una investigación publicada en The European Physical Journal Plus ha demostrado, por primera vez, que se pueden medir tres parámetros ópticos independientes en una sola «vista» con una precisión cuántica excepcional, sin necesidad de examinarlos individualmente.
Investigadores de la Universidad de Portsmouth en Inglaterra y de la Universidad de Bari en Italia utilizaron recursos ópticos disponibles (como láseres y luz comprimida, es decir, luz cuántica que permite un «ruido comprimido», y técnicas de detección ad hoc) para crear un nuevo instrumento: un interferómetro.
Permite la medición precisa y simultánea de dos desplazamientos de fase desconocidos (pequeños retrasos o cambios en la sincronización de una onda de luz a medida que viaja) y una reflectividad desconocida del divisor de haz (la cantidad de luz que se refleja frente a la que pasa a través del divisor de haz).
Los tres parámetros se pueden estimar con una sensibilidad que aumenta proporcionalmente al número promedio de fotones empleados en las fuentes de luz, como la luz láser y la luz comprimida. Esta relación lineal con el número de fotones se denomina escalamiento de Heisenberg y representa el máximo grado de escalamiento de sensibilidad que se puede alcanzar en la naturaleza gracias a la mecánica cuántica.
El investigador principal, el profesor Vincenzo Tamma, del Centro de Ciencia y Tecnología Cuántica (QSTH) de la Universidad de Portsmouth, afirmó: «Este desarrollo puede dar lugar a importantes aplicaciones en tecnologías de detección cuántica, basadas en el uso de redes ópticas. Actualmente estamos trabajando para extender nuestros resultados a la estimación de más de tres parámetros en redes ópticas más generales».