La luz natural del Sol puede servir directamente para producir pares de fotones entrelazados, sin láser que alimente el dispositivo. Este experimento pone en entredicho la idea de que una fuente de luz muy coherente sea indispensable para este tipo de preparación cuántica.
El entrelazamiento relaciona las propiedades de varias partículas de un modo que la física clásica no reproduce. Medir una de ellas permite entonces obtener correlaciones con la otra, incluso cuando sus resultados individuales siguen siendo impredecibles. En fotónica cuántica, estos pares de fotones suelen producirse con láseres cuidadosamente controlados.
Aquí, el punto de partida es, en cambio, una fuente disponible gratuitamente y naturalmente incoherente: el Sol. Su luz reúne numerosas longitudes de onda y ondas cuyas fases varían continuamente. Los investigadores la concentraron y filtraron antes de enviarla a un cristal óptico no lineal.
En este cristal, un fenómeno llamado conversión paramétrica espontánea puede transformar un fotón incidente en dos fotones menos energéticos. Las propiedades de los dos nuevos fotones pueden entonces volverse entrelazadas. El dispositivo se ajustó para producir este entrelazamiento en su polarización, es decir, la orientación de su campo eléctrico.
El resultado no se basa solo en una similitud con un estado cuántico esperado. El equipo también mide una concurrencia de 0,905 ± 0,053, un indicador que cuantifica el entrelazamiento entre dos sistemas. También obtiene un valor S de 2,5408 ± 0,2171 en una prueba de Bell, por encima del límite clásico fijado en 2.
En otras palabras, las correlaciones observadas no se comportan como las de dos objetos clásicos que simplemente hayan recibido propiedades comunes al principio. Este punto es importante, porque la luz solar introduce mucho ruido y no posee la estabilidad de un láser de laboratorio.
Los autores indican además que la tasa de generación sigue siendo comparable a la de los montajes alimentados por láser.
El interés potencial concierne sobre todo a los entornos donde la energía disponible y la masa de los equipos son limitadas. Los investigadores citan en particular las misiones interplanetarias, donde una fuente natural podría reducir ciertas necesidades materiales. La siguiente cuestión será determinar hasta dónde sigue siendo fiable este enfoque cuando la luz varía y cuando el dispositivo sale de las condiciones controladas del laboratorio.