Un estudio japonés demuestra cómo una delgada capa de material 2D puede emitir luz cuántica manipulada con campos magnéticos, ofreciendo una vía hacia comunicaciones imposibles de interceptar.
Mientras las contraseñas tradicionales se vuelven cada vez más vulnerables, la física cuántica ofrece una alternativa radical: proteger la información con partículas de luz que no se pueden copiar ni interceptar. En esta línea, un equipo de investigadores de la Universidad de Kioto ha dado un paso clave al desarrollar una fuente de luz cuántica controlada por campos magnéticos, un avance publicado recientemente en la revista Science Advances.
El experimento utiliza una monocapa de diseleniuro de tungsteno, un material bidimensional compuesto por apenas unos átomos de espesor. Mediante la introducción precisa de defectos en su estructura, los científicos lograron crear trampas capaces de emitir fotones individuales, una condición esencial para las comunicaciones cuánticas.
Lo más innovador es que esta emisión se puede manipular con imanes. Al aplicar un campo magnético débil, estados excitónicos que normalmente no emiten luz —conocidos como “estados oscuros”— comenzaron a brillar. Este fenómeno, llamado magnetic brightening, permite controlar la luz cuántica sin requerir grandes cantidades de energía ni equipos complejos.
Un fotón a la vez: imposible de hackear
La clave de esta tecnología está en la emisión de un solo fotón por vez, lo que impide que terceros puedan interceptar un mensaje sin ser detectados. Según el estudio, se logró una clara señal de antibunching (con un valor g²(0) ≈ 0,3), confirmando que los fotones no se emiten en grupos, sino de forma individual y precisa.
Este tipo de luz es ideal para crear sistemas de comunicación ultra seguros, en los que cada fotón actúa como una “clave” única e irrepetible. En este modelo, las contraseñas convencionales podrían volverse obsoletas, reemplazadas por firmas digitales basadas en patrones cuánticos de luz, imposibles de falsificar.
Control magnético, eficiencia energética
Otra ventaja destacada del sistema es su capacidad de funcionar bajo campos magnéticos inferiores a 1 tesla, lo que reduce el consumo energético y facilita su integración en dispositivos compactos. Los investigadores también identificaron dos tipos de estados emisores —|IDE+⟩ y |IDE−⟩— que presentan un doble pico de emisión con diferencias de menos de 1 meV, lo que añade precisión al sistema.
Aunque por ahora el experimento requiere temperaturas criogénicas (~5,2 K), el uso de materiales 2D como el diseleniuro de tungsteno abre la puerta a futuras versiones más accesibles, capaces de operar a temperatura ambiente y ser integradas en chips comerciales.
Una tecnología con futuro en el presente
Este estudio se suma a la creciente carrera global por lograr sistemas cuánticos estables, eficientes y escalables. A diferencia de otras fuentes de fotones individuales que requieren cavidades ópticas complejas, esta propuesta destaca por su sencillez estructural, estabilidad y posibilidad de fabricación a gran escala.
En un escenario dominado por crecientes amenazas digitales, los emisores de luz cuántica controlados por imanes representan una nueva frontera en la ciberseguridad del futuro. Más allá de su aplicación en comunicaciones, podrían servir como herramientas clave en autentificación biométrica, dispositivos cuánticos portátiles y redes ópticas imposibles de interceptar.
Como explican los autores, “estos resultados abren el camino hacia emisores cuánticos controlables y eficientes para su uso en óptica cuántica y tecnologías seguras de próxima generación”.
El futuro se escribe con luz
Aunque aún queda camino por recorrer, este avance demuestra que la seguridad digital del futuro podría no depender de contraseñas ni huellas dactilares, sino de fotones individuales emitidos a voluntad. En lugar de letras y números, serán partículas de luz únicas e irrepetibles las que resguarden nuestras identidades y comunicaciones más sensibles.
Si la tecnología logra superar los desafíos de temperatura y producción, estamos ante un cambio de paradigma: una seguridad basada no en lo que se recuerda, sino en lo que la física impide copiar.
Referencias
- Yubei Xiang, Keisuke Shinokita, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Kazunari Matsuda. Magnetic brightening and its dynamics of defect-localized exciton emission in monolayer two-dimensional semiconductor. Science Advances, 4 de junio de 2025. https://doi.org/10.1126/sciadv.adr5562.
