Este resultado se enmarca en el programa de investigación del grupo de Tecnologías y Computación Cuánticas (QCT) del Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), centrado en el estudio experimental de circuitos cuánticos superconductores, la ingeniería de la interacción luz–materia y el desarrollo de tecnologías relevantes para el procesamiento de información cuántica.

El estudio, titulado «Direct Detection of Down-Converted Photons Spontaneously Produced at a Single Josephson Junction» , y firmado por Alba Torras y colaboradores, ha sido publicado en Physical Review Letters. Mediante un circuito superconductor cuidadosamente diseñado y un sistema de detección basado en un amplificador cuánticamente limitado, los investigadores han observado directamente el decaimiento de un único fotón de microondas en tres fotones, cada uno con un tercio de la energía original.

En este experimento, la interacción entre fotones está mediada por un elemento superconductor fuertemente no lineal —una pequeña unión de Josephson— que acopla dos resonadores de alta impedancia. De forma destacable, la generación de estos tríos de fotones se produce de manera espontánea, sin necesidad de campos clásicos intensos ni esquemas de bombeo paramétrico, situando al sistema en un régimen de funcionamiento hasta ahora inexplorado.

Más allá de su interés fundamental para la óptica cuántica de muchos cuerpos, este trabajo identifica nuevos mecanismos de disipación y pérdida en circuitos superconductores. Una comprensión detallada de estos procesos es esencial para mejorar el rendimiento, la coherencia y la escalabilidad de los qubits superconductores, que constituyen una de las plataformas líderes para el desarrollo de tecnologías de computación cuántica.