Em uma nova descoberta, pesquisadores da Universidade de Copenhagen, em colaboração com a Ruhr University Bochum, resolveram um problema que causou dores de cabeça aos pesquisadores quânticos por anos. Os pesquisadores agora podem controlar duas fontes de luz quântica em vez de uma. Por mais trivial que possa parecer para os não iniciados em quântica, essa descoberta colossal permite que os pesquisadores criem um fenômeno conhecido como emaranhamento da mecânica quântica. Isso, por sua vez, abre novas portas para empresas e outros explorarem a tecnologia comercialmente.
Passar de um para dois é um feito menor na maioria dos contextos. Mas no mundo da física quântica, isso é crucial. Durante anos, pesquisadores de todo o mundo têm se esforçado para desenvolver fontes de luz quântica estáveis e alcançar o fenômeno conhecido como emaranhamento da mecânica quântica – um fenômeno, com propriedades quase de ficção científica, onde duas fontes de luz podem afetar uma à outra instantaneamente e potencialmente entre si. grandes distâncias geográficas. O emaranhamento é a própria base das redes quânticas e central para o desenvolvimento de um computador quântico eficiente.
Hoje, pesquisadores do Niels Bohr Institute publicaram um novo resultado na revista Ciência, em que eles conseguiram fazer exatamente isso. Segundo o professor Peter Lodahl, um dos pesquisadores por trás do resultado, é um passo crucial no esforço de levar o desenvolvimento da tecnologia quântica para o próximo nível e “quantizar” os computadores da sociedade, a criptografia e a internet.
“Agora podemos controlar duas fontes de luz quântica e conectá-las. Pode não parecer muito, mas é um grande avanço e se baseia nos últimos 20 anos de trabalho. Ao fazer isso, revelamos a chave para dimensionar up the technology, que é crucial para os aplicativos de hardware quântico mais inovadores”, diz o professor Peter Lodahl, que realiza pesquisas na área desde 2001.
Toda a mágica acontece em um chamado nanochip – que não é muito maior que o diâmetro de um fio de cabelo humano – que os pesquisadores também desenvolveram nos últimos anos.
Fontes quânticas ultrapassam o computador mais poderoso do mundo
O grupo de Peter Lodahl está trabalhando com um tipo de tecnologia quântica que usa partículas de luz, chamadas fótons, como microtransportadores para mover informações quânticas.
Embora o grupo de Lodahl seja líder nessa disciplina de física quântica, eles só conseguiram controlar uma fonte de luz por vez até agora. Isso ocorre porque as fontes de luz são extraordinariamente sensíveis ao “ruído” externo, tornando-as muito difíceis de copiar. Em seu novo resultado, o grupo de pesquisa conseguiu criar duas fontes de luz quântica idênticas, em vez de apenas uma.
“Enredamento significa que, ao controlar uma fonte de luz, você imediatamente afeta a outra. Isso torna possível criar toda uma rede de fontes de luz quântica emaranhadas, todas interagindo umas com as outras e que você pode obter para realizar operações de bits quânticos em da mesma forma que os bits em um computador comum, só que muito mais poderosamente”, explica o pós-doutorando Alexey Tiranov, principal autor do artigo.
Isso ocorre porque um bit quântico pode ser 1 e 0 ao mesmo tempo, o que resulta em poder de processamento inatingível usando a tecnologia de computador atual. De acordo com o professor Lodahl, apenas 100 fótons emitidos por uma única fonte de luz quântica conterão mais informações do que o maior supercomputador do mundo pode processar.
Ao usar fontes de luz quântica emaranhadas 20-30, existe o potencial de construir um computador quântico universal corrigido por erros – o “santo graal” definitivo para a tecnologia quântica, no qual grandes empresas de TI estão injetando muitos bilhões.
Outros atores desenvolverão a partir da pesquisa
Segundo Lodahl, o maior desafio foi passar do controle de uma para duas fontes de luz quântica. Entre outras coisas, isso tornou necessário que os pesquisadores desenvolvessem nanochips extremamente silenciosos e tivessem controle preciso sobre cada fonte de luz.
Com o novo avanço da pesquisa, a pesquisa fundamental da física quântica está agora em vigor. Agora é hora de outros atores pegarem o trabalho dos pesquisadores e usá-lo em suas buscas para implantar a física quântica em uma variedade de tecnologias, incluindo computadores, internet e criptografia.
“É muito caro para uma universidade construir uma configuração onde controlamos 15-20 fontes de luz quântica. Portanto, agora que contribuímos para a compreensão da física quântica fundamental e demos o primeiro passo ao longo do caminho, ampliar ainda mais é muito importante uma tarefa tecnológica”, diz o professor Lodahl.
A pesquisa foi realizada no “Centro de Excelência para redes quânticas híbridas (Hy-Q)” da Fundação Nacional de Pesquisa da Dinamarca e é uma colaboração entre a Ruhr University Bochum, na Alemanha, e o Niels Bohr Institute, da Universidade de Copenhague.
Com informações de Science Daily.
