La litografía cuántica es un tipo de fotolitografía que aprovecha propiedades no clásicas de los fotones, como el entrelazamiento cuántico , para lograr un rendimiento superior al de la litografía clásica ordinaria. La litografía cuántica está estrechamente relacionada con los campos de la imagen cuántica , la metrología cuántica y la detección cuántica . El efecto explota el estado mecánico cuántico de la luz llamado estado NOON . La litografía cuántica fue inventada en el grupo de Jonathan P. Dowling en el JPL , [1] y ha sido estudiada por varios grupos. [2]
De particular importancia es que la litografía cuántica puede superar el criterio clásico de Rayleigh para el límite de difracción . La fotolitografía clásica tiene una resolución de imagen óptica que está limitada por la longitud de onda de la luz utilizada. Por ejemplo, en el uso de la fotolitografía para producir chips de computadora en masa, es deseable producir características cada vez más pequeñas en el chip, lo que clásicamente requiere pasar a longitudes de onda cada vez más pequeñas (ultravioleta y rayos X), lo que implica un costo exponencialmente mayor para producir los sistemas de imagen óptica en estas longitudes de onda ópticas extremadamente cortas.
La litografía cuántica aprovecha el entrelazamiento cuántico entre fotones especialmente preparados en el estado NOON y fotorresistencias especiales , que presentan procesos de absorción multifotónica para lograr una resolución menor sin el requisito de longitudes de onda más cortas. Por ejemplo, un haz de fotones rojos, entrelazados 50 a la vez en el estado NOON, tendría el mismo poder de resolución que un haz de fotones de rayos X.
El campo de la litografía cuántica está en sus inicios, y aunque se han llevado a cabo pruebas experimentales de principio utilizando el efecto Hong-Ou-Mandel [3] , aún queda un largo camino por recorrer hasta su uso práctico.