Un equipo de investigadores ha desarrollado una nueva técnica, denominada tomografía de emisión estimulada, para medir qubits basados en el momento angular orbital (OAM) de los fotones. Esta metodología permite la caracterización completa de estados cuánticos de OAM, incluyendo aquellos que son degenerados, es decir, que comparten la misma magnitud de OAM pero difieren en su signo de helicidad. El avance es crucial para el desarrollo de la computación cuántica y la comunicación cuántica, ya que los qubits de OAM ofrecen una mayor capacidad de información por fotón en comparación con los qubits de polarización.

Tradicionalmente, la medición de qubits de OAM se ha enfrentado a desafíos significativos, especialmente cuando se trata de estados degenerados. Las técnicas existentes a menudo requieren configuraciones ópticas complejas o son incapaces de distinguir entre estados con el mismo valor absoluto de OAM. La tomografía de emisión estimulada supera estas limitaciones al utilizar un proceso de emisión estimulada para amplificar selectivamente los estados de OAM, permitiendo una reconstrucción precisa de la matriz de densidad del qubit. Este método podría simplificar la caracterización de dispositivos cuánticos y mejorar la fidelidad de las operaciones.

La capacidad de medir con precisión y eficiencia los qubits de OAM degenerados abre nuevas vías para la codificación de información en sistemas cuánticos. Los fotones con OAM pueden transportar un número teóricamente ilimitado de estados discretos, lo que los convierte en candidatos prometedores para la creación de qúbits de alta dimensión (qudits). Este trabajo representa un paso importante hacia la realización de sistemas cuánticos más robustos y de mayor capacidad, con implicaciones directas para la criptografía cuántica y la computación cuántica tolerante a fallos.