Os cientistas conseguiram ligar duas células de memória quântica a uma distância de mais de 50 quilômetros, o que é quase 40 vezes o recorde anterior.
Essa conquista torna a ideia de uma internet quântica super rápida e ultrassegura muito mais plausível.
O acoplamento quântico depende do emaranhamento quântico, ou o que Einstein chamou de “ação fantasmagórica à distância”: quando duas partículas estão inextricavelmente ligadas e dependentes uma da outra, mesmo que não estejam no mesmo lugar.
A memória quântica é o equivalente quântico da memória computacional clássica – a capacidade de armazenar informações quânticas e retê-las por um longo tempo – e se quisermos chegar ao estágio em que os computadores quânticos são realmente práticos e úteis, é necessário fazer com que essa memória funcione.
“A principal implicação deste estudo é estender a distância de emaranhamento na fibra [óptica] entre a memória quântica para a escala de uma cidade”, disse o líder da equipe Jian-Wei Pan da Universidade de Ciência e Tecnologia da China.
Quanto ao emaranhamento de partículas fotônicas (luz), já tratamos disso no passado no espaço vazio e nas fibras ópticas a longas distâncias, mas adicionar memória quântica torna o processo muito mais difícil. Os pesquisadores especulam que um tipo diferente de abordagem pode ser melhor para isso: emaranhar um átomo e um fóton em nós sucessivos, onde os átomos são nós e os fótons transmitem mensagens.
Com a rede certa de nós, você pode fornecer uma base melhor para a internet quântica do que o emaranhamento quântico puro usando apenas fótons.
Neste experimento, dois blocos de memória quântica eram átomos de rubídio resfriados a um estado de baixa energia. Quando são associados a fótons emaranhados, cada um deles se torna parte do sistema.
Infelizmente, quanto mais longe um fóton precisa viajar, maior o risco de o sistema ser interrompido, e é por isso que esse novo registro é tão impressionante.
A chave é uma técnica chamada amplificação do ressonador, que funciona para reduzir as perdas de acoplamento fotônico durante o emaranhamento.
Simplificando, ao colocar átomos de memória quântica em anéis especiais, o ruído aleatório que pode interferir e destruir a memória é reduzido.
Os átomos e fótons ligados, gerados pela amplificação do ressonador, formam um nó. Os fótons são então convertidos em uma frequência adequada para transmissão por redes de telecomunicações – neste caso, uma rede de telecomunicações do tamanho de uma cidade.
Neste experimento, os nós dos átomos estavam no mesmo laboratório, mas os fótons ainda tinham que se mover ao longo de cabos com mais de 50 km de comprimento. Existem problemas em separar ainda mais os átomos, mas há uma prova de conceito.
“Apesar do enorme progresso, atualmente a distância física máxima alcançada entre dois nós é de 1,3 km, e os problemas com distâncias maiores permanecem”, explicam os pesquisadores em seu artigo publicado.
“Nosso experimento poderia ser estendido a nós separados fisicamente por distâncias iguais, que formarão um segmento funcional da rede quântica atômica, abrindo caminho para o emaranhamento atômico em muitos nós e em distâncias muito maiores.”
Então as coisas ficarão realmente interessantes. Embora a memória quântica possa ser equivalente à memória de computador na física clássica, a versão quântica deve ser capaz de fazer muito mais – processar informações mais rapidamente e resolver problemas além dos nossos computadores atuais.
No que diz respeito à transferência desses dados, a tecnologia quântica promete aumentar a velocidade de transferência e garantir a segurança da transferência de dados usando as próprias leis da física – desde que possamos trabalhar com segurança em longas distâncias.
“A Internet quântica, conectando processadores quânticos remotos, deve permitir uma série de aplicações inovadoras, como a computação quântica distribuída”, escrevem os pesquisadores. “Sua implementação dependerá da comunicação de longa distância entre memórias quânticas distantes.”
O estudo foi publicado na revista Nature.
Fontes: Foto: Gerd Altmann / Pixabay
