Um dos recursos essenciais necessários para a realização de um computador quântico é o entrelaçamento quântico. Uma equipe de físicos da Universidade de Viena e da Academia Austríaca de Ciências (ÖAW) introduz uma nova técnica para detectar emaranhamento, mesmo em sistemas quânticos de larga escala, com eficiência sem precedentes. Isso aproxima os cientistas da implementação de cálculos quânticos confiáveis. Os novos resultados são de relevância direta para as futuras gerações de dispositivos quânticos e são publicados na edição atual da revista Nature Physics.
A computação quântica tem atraído a atenção de muitos cientistas devido ao seu potencial de superar as capacidades dos computadores padrão para determinadas tarefas. Para a realização de um computador quântico, uma das características mais essenciais é o entrelaçamento quântico. Isso descreve um efeito no qual várias partículas quânticas estão interconectadas de maneira complexa. Se uma das partículas emaranhadas é influenciada por uma medição externa, o estado da outra partícula emaranhada muda também, não importa quão afastadas elas possam estar umas das outras. Muitos cientistas estão desenvolvendo novas técnicas para verificar a presença dessa característica quântica essencial em sistemas quânticos. Métodos eficientes foram testados para sistemas contendo apenas alguns qubits, as unidades básicas de informação quântica. No entanto, a implementação física de um computador quântico envolveria sistemas quânticos muito maiores. Mas, com métodos convencionais, verificar o emaranhamento em grandes sistemas torna-se desafiador e demorado, já que muitas execuções experimentais repetidas são necessárias.
Com base em um esquema teórico recente, uma equipe de físicos experimentais e teóricos da Universidade de Viena e da ÖAW liderada por Philip Walther e Borivoje Daki?, juntamente com colegas da Universidade de Belgrado, demonstraram com sucesso que a verificação de emaranhamento pode ser realizada de forma surpreendente, de uma maneira eficiente e em um tempo muito curto, tornando esta tarefa aplicável também a sistemas quânticos de larga escala. Para testar seu novo método, eles experimentalmente produziram um sistema quântico composto de seis fótons emaranhados. Os resultados mostram que apenas algumas execuções experimentais são suficientes para confirmar a presença de entrelaçamento com confiança extremamente alta, até 99,99%.
O método verificado pode ser entendido de uma maneira bastante simples. Depois que um sistema quântico foi gerado no laboratório, os cientistas escolhem cuidadosamente medições quânticas específicas que são então aplicadas ao sistema. Os resultados dessas medições levam a confirmar ou negar a presença de emaranhamento. “É de certa forma semelhante a fazer certas perguntas sim-não ao sistema quântico e anotar as respostas dadas. Quanto mais respostas positivas são dadas, maior a probabilidade de que o sistema exiba entrelaçamento”, diz Valeria Saggio, primeira autora da publicação. na física da natureza. Surpreendentemente, a quantidade de perguntas e respostas necessárias é extremamente baixa. A nova técnica mostra-se mais eficiente em comparação com os métodos convencionais.
Além disso, em certos casos, o número de questões necessárias é até independente do tamanho do sistema, confirmando assim o poder do novo método para futuros experimentos quânticos.
Embora a implementação física de um computador quântico ainda esteja enfrentando vários desafios, novos avanços, como a verificação eficiente de emaranhamento, podem dar um passo à frente no campo, contribuindo, assim, para o progresso das tecnologias quânticas.
Publicado em 29/06/2019
Publicação original: https://phys.org/news/2019-06-physicists-method-quantum-entanglement.html
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