doi.org/10.1186/s43593-024-00066-6
Credibilidade: 999
#Computação Quântica
Pesquisadores desenvolveram um método inovador para transmissão de informações quânticas usando partículas de luz chamadas qudits, que utilizam o modo espacial e as propriedades de polarização para permitir uma transferência de dados mais rápida e segura e maior resistência a erros.
Essa tecnologia poderia melhorar muito as capacidades de uma Internet quântica, fornecendo comunicação segura e de longa distância e levando ao desenvolvimento de computadores quânticos poderosos e criptografia inquebrável.
Os cientistas fizeram um avanço significativo na criação de um novo método para transmitir informações quânticas usando partículas de luz chamadas qudits.
Esses qudits prometem uma futura Internet quântica que seja segura e poderosa.
Tradicionalmente, a informação quântica é codificada em qubits, que podem existir no estado 0, 1 ou ambos ao mesmo tempo (superposição).
Essa qualidade os torna ideais para cálculos complexos, mas limita a quantidade de dados que podem transportar na comunicação.
Por outro lado, os qudits podem codificar informações em dimensões superiores, transmitindo mais dados de uma só vez.
Qubits versus Qudits Qubits e qudits são unidades de informação quântica, mas diferem principalmente em sua capacidade de reter informações.
Um qubit, a unidade básica usada na computação quântica, pode existir em dois estados simultaneamente devido à superposição quântica, normalmente representada como 0 e 1, como os bits na computação clássica.
Isso permite realizar cálculos complexos com mais eficiência do que os bits clássicos.
Qudits, por outro lado, são uma generalização de qubits e podem existir em d estados simultaneamente, onde d > 2.
Essa dimensionalidade mais alta permite que qudits armazenem mais informações do que qubits, potencialmente levando a processamento de dados e comunicação mais eficientes em sistemas quânticos, já que podem realizar operações que exigiriam vários qubits com menos qudits, aumentando a eficiência e reduzindo a complexidade em algoritmos quânticos.
Aproveitando as propriedades da luz para Qudits avançados A nova técnica aproveita duas propriedades da luz – modo espacial e polarização – para criar qudits quadridimensionais.
Esses qudits são construídos em um chip especial que permite uma manipulação precisa.
Essa manipulação se traduz em taxas de transferência de dados mais rápidas e maior resistência a erros em comparação aos métodos convencionais.
Uma das principais vantagens dessa abordagem é a capacidade dos qudits de manter suas propriedades quânticas em longas distâncias.
Isso os torna perfeitos para aplicações como comunicação quântica baseada em satélite, onde os dados precisam percorrer grandes distâncias sem perder sua integridade.
O mecanismo de emaranhamento quântico O processo começa com a geração de um estado emaranhado especial usando dois fótons.
O emaranhamento é um fenômeno onde duas partículas ficam ligadas, compartilhando o mesmo destino, independentemente da separação física.
Nesse caso, um fóton (o fóton de sinal) é manipulado no chip para criar um qudit 4D usando seu modo espacial e polarização.
O outro fóton (fóton intermediário) permanece inalterado e atua como um controle remoto para o fóton sinal (Fig. 1).
Ao manipular o fóton intermediário, os cientistas podem controlar o estado do fóton de sinal e codificar informações nele (Fig. 2).
Potencial futuro da tecnologia Quantum Qudit Este novo método tem o potencial de revolucionar o campo da comunicação quântica.
Ele abre caminho para uma Internet quântica de alta velocidade que pode transmitir grandes quantidades de dados com segurança por longas distâncias.
Além disso, pode levar ao desenvolvimento de protocolos de criptografia inquebráveis e contribuir para a criação de computadores quânticos poderosos, capazes de resolver problemas além do alcance dos computadores clássicos.
Os pesquisadores estão atualmente se concentrando em melhorar a precisão dos qudits e ampliar a tecnologia para lidar com dimensões ainda maiores.
Eles acreditam que esta abordagem tem o potencial de revolucionar a comunicação quântica.
Publicado em 09/07/2024 11h10
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