Qué pasó
- Investigadores de la Universidad Grenoble Alpes, el CEA (con sus institutos IRIG y LETI), Grenoble INP y el Laboratorio Charles Coulomb de la Universidad de Montpellier y el CNRS publicaron el 28 de octubre de 2026 en Nature Communications una fuente de fotones únicos fabricada completamente en silicio.
- La fuente usa un centro W, un pequeño defecto en la red del silicio, ubicado con precisión nanométrica dentro de una cavidad de rejilla de Bragg circular, una estructura que concentra y dirige la luz.
- Emite a 1.217 nanómetros, en el infrarrojo cercano, y alcanzó una tasa de 1,29 millones de fotones detectados por segundo en saturación.
- Con excitación pulsada débil, los fotones salieron uno por uno con 93% de pureza (más o menos 2%).
Por qué importa
- Las tecnologías cuánticas basadas en luz necesitan fuentes que emitan exactamente un fotón cada vez. La mayoría de las que funcionan bien usan otros materiales, como arseniuro de galio, que hay que integrar con los chips de silicio.
- Una fuente hecha de silicio puede fabricarse con los mismos procesos de la industria de semiconductores, lo que facilita producir circuitos fotónicos cuánticos a escala.
- La medición de correlación g(2)(0) = 0,06 indica que la emisión de dos fotones a la vez es muy poco frecuente, que es lo que se busca en una fuente de este tipo.
El dato
1,29 millones. Es la cantidad de fotones por segundo que contó el detector con la fuente en saturación, bajo excitación continua.
Contexto
Los centros de color en silicio, como el centro W, se estudian desde hace años como emisores cuánticos, pero su luz es débil y difícil de recoger. La cavidad aumenta la emisión en la línea de fonón cero, la parte de la luz útil para aplicaciones cuánticas.
Los autores observaron que en saturación la pureza se degrada por procesos de rebombeo, y proponen esquemas de excitación selectiva para corregirlo.
La fotónica integrada avanza en varios frentes que Mamífero ha cubierto: fotodiodos de puntos cuánticos que igualan a los de InGaAs en infrarrojo, un detector japonés que cuenta fotones por cuantos de flujo magnético y una rejilla de silicio que reveló una quiralidad oculta en la radiación Smith-Purcell. En computación, Quandela entregará a Vietnam una máquina fotónica.
Qué viene
- El siguiente objetivo es lograr fotones indistinguibles entre sí y emitidos a pedido, condición para operaciones cuánticas entre varios fotones.
- La longitud de onda de 1.217 nm está cerca de la banda de telecomunicaciones, lo que podría facilitar el uso de la fibra óptica existente.
- Falta demostrar que muchas de estas fuentes pueden fabricarse iguales en una misma oblea.
Cierre
El silicio es el material que la industria sabe fabricar mejor, y hasta ahora le faltaba una fuente de fotones únicos competitiva. El trabajo de Grenoble y Montpellier muestra una con buena pureza y brillo. El paso pendiente es pasar de una fuente a cientos idénticas en el mismo chip.
Fuentes
- Lefaucher, B., Baron, Y., Jager, J.-B. y otros, “Bright and pure single-photon source in silicon by nanoscale positioning of a color center in a microcavity”, Nature Communications, 28 de octubre de 2026, DOI 10.1038/s41467-026-78809-x
- Imagen de portada: U.S. Department of Energy, dominio público, vía Wikimedia Commons
Editado por Rodrigo Cornejo. Quiénes escriben las notas
