Enfoque absoluto en llevar las aplicaciones cuánticas al mercado
La tecnología cuántica —que aprovecha las propiedades únicas de las partículas subatómicas para, por ejemplo, procesar información— sale poco a poco de los laboratorios de investigación para dar paso a aplicaciones prácticas y comerciales. Entre los sectores clave con mayor potencial se encuentran la computación cuántica y la detección cuántica (que proporcionan posicionamiento y sincronización de alta precisión), así como las aplicaciones industriales como la realización de simulaciones químicas para descubrir nuevos materiales y moléculas. «La combinación de las unidades de procesamiento cuántico con los superordenadores clásicos permite abordar tareas de optimización y simulación de gran complejidad», explica Jussi-Pekka Penttinen, coordinador del proyecto SEMIQLEAP(se abrirá en una nueva ventana) de la empresa Vexlum(se abrirá en una nueva ventana) en Finlandia.
Láseres para sistemas cuánticos industriales
Los láseres son un componente fundamental de la tecnología cuántica, esenciales para manipular, medir y enfriar sistemas cuánticos (entre otras aplicaciones). Sin embargo, no se trata de láseres «normales»: los láseres específicos para la tecnología cuántica requieren una estabilidad de longitud de onda ultraalta y un ruido óptico increíblemente bajo para funcionar de forma correcta sin alterar la delicada coherencia cuántica. Además, los sistemas láser cuánticos se están reduciendo de manera constante. La empresa finlandesa Vexlum se encuentra a la vanguardia de este desarrollo. Su láser semiconductor ha sido diseñado para proporcionar las longitudes de onda específicas y los altos niveles de potencia que requieren los sistemas cuánticos basados en átomos e iones, pero en un formato mucho más compacto y manejable que otros métodos láser anteriores. «Esta tecnología ha demostrado su eficacia en experimentos cuánticos clave», afirma Penttinen. «Sin embargo, los sistemas cuánticos industriales necesitan láseres que puedan fabricarse en serie, con estándares uniformes y con la vida útil y la fiabilidad que exige un producto comercial. Por lo tanto, el siguiente paso revolucionario consiste en convertirlo en un producto robusto y apto para la fabricación en serie».
Mercado europeo de componentes láser críticos
Este era el objetivo del proyecto SEMIQLEAP, financiado por el Consejo Europeo de Innovación(se abrirá en una nueva ventana). «La brecha entre un dispositivo de laboratorio probado y uno industrial escalable es justo lo que SEMIQLEAP se propuso cerrar», señala Penttinen. «El objetivo más amplio era dotar a Europa de un suministro propio de componentes láser críticos de los que dependerá la industria cuántica ». Una parte fundamental del proyecto consistió en rediseñar toda la cadena de producción, desde el desarrollo de la oblea semiconductora hasta el chip de ganancia acabado y el sistema láser final. El objetivo era desarrollar láseres industriales compactos y, al mismo tiempo, hacer que toda la cadena de producción fuera más robusta y resiliente. «En la práctica, eso significó tres cosas: ampliar la fabricación de chips de ganancia hacia una producción de gran volumen, crear un sistema automatizado de caracterización y evaluación comparativa para que cada chip cumpliera un estándar uniforme, e integrar todo ello en sistemas láser compactos y desplegables», explica Penttinen.
Producción automatizada de obleas y caracterización de chips
Se han logrado avances tanto en la producción automatizada de obleas como en la caracterización de chips, lo que ha mejorado tanto la eficiencia como el control de calidad. «Hemos validado una nueva plataforma láser compacta y de alta potencia (nuestra línea VXL) con electrónica integrada, y crear un prototipo del sistema láser de próxima generación, aún más pequeño», añade Penttinen. Por lo tanto, el proyecto representa un hito fundamental para garantizar que Vexlum pueda convertir su plataforma láser validada en productos listos para la producción en serie. «La línea VXL es ahora una plataforma validada diseñada para un despliegue escalable dentro de sistemas cuánticos industriales —en particular, ordenadores cuánticos y relojes atómicos ópticos», afirma Penttinen. «Seguiremos avanzando para garantizar que podamos suministrar estos láseres en los volúmenes que la industria cuántica necesitará a medida que vaya creciendo».
