No início deste ano, comemoramos o primeiro no campo da física quântica: os cientistas foram capazes de “teletransportar” um qutrit, ou uma informação quântica baseada em três estados, abrindo uma série de novas possibilidades para a computação e comunicação quânticas.
Até então, o teletransporte quântico só era gerenciado com qubits, embora em distâncias impressionantemente longas. Este estudo de prova de conceito sugere que redes quânticas futuras serão capazes de transportar muito mais dados e com menos interferência do que pensávamos.
Se você é novo na idéia de qutrits, primeiro vamos dar um passo atrás. Simplificando, as pequenas unidades de dados que conhecemos como bits na computação clássica podem estar em um de dois estados: um 0 ou um 1. Mas na computação quântica, temos o qubit, que pode ser 0 e 1 ao mesmo tempo. (conhecido como superposição).
Agora, o qutrit tem o mesmo relacionamento com o trit, adicionando superposição aos estados clássicos que podem ser representados como 0, 1 ou 2. Um qutrit pode ser tudo isso ao mesmo tempo, tornando-o outro salto adiante em termos de ( por exemplo) poder de processamento do computador ou a quantidade de informações que podem ser enviadas de uma só vez.
Ele também adiciona um nível de complexidade aos pesquisadores de computação quântica.
Agora que temos uma noção de qutrits, o que é teletransporte quântico? Bem, está obtendo informações quânticas de um lugar para outro, através de um fenômeno conhecido como entrelaçamento quântico, ou “ação assustadora à distância”, como Albert Einstein o chamou. É aí que duas partículas quânticas (ou grupos de partículas) são interligadas, de modo que uma revela as propriedades da outra, não importando a que distância elas estejam físicas.
Não é um teletransporte real no sentido de ficção científica, mas está obtendo instantaneamente dados de um lugar com base em outra leitura em outro lugar, potencialmente a uma grande distância. Essas informações quânticas podem ser transmitidas através de fótons de luz, e um uso que poderemos ver no futuro é criar redes de Internet inatacáveis, protegidas pelas leis fundamentais da física (porque qualquer tipo de interferência quebraria as informações em si).
Ao dividir o caminho de um fóton em três partes muito próximas umas das outras, através de uma configuração cuidadosamente calibrada de lasers, separadores de feixe e cristais de borato de bário, os pesquisadores conseguiram criar seu qutrit e produzir um estado de emaranhamento.
Em uma medição de 12 estados ou emaranhados, o sistema produziu uma fidelidade de 0,75 – um resultado preciso em três quartos do tempo. Embora a configuração permaneça lenta e ineficiente, basta mostrar que o teletransporte rápido é possível, dizem os pesquisadores.
Os pesquisadores podem ter sido derrotados por uma equipe separada, como Daniel Garisto relata na Scientific American. Este segundo grupo de cientistas só registrou teletransporte qutrit em 10 estados e ainda não teve seu trabalho aceito em uma revista revisada por pares.
Qualquer que seja o conjunto de cientistas que realmente possa afirmar ter atingido esse novo nível de teletransporte primeiro, é um momento significativo no campo das comunicações quânticas – mesmo que seu uso prático seja limitado por enquanto.
A equipe também diz que deve poder atualizar seu sistema no futuro, talvez até as alturas estonteantes dos ququarts (qutrits, com um acréscimo adicional).
“Combinando métodos anteriores de teletransporte de estados compostos de duas partículas e vários graus de liberdade, nosso trabalho fornece uma caixa de ferramentas completa para o teletransporte intacto de uma partícula quântica”, escrevem os pesquisadores em seu artigo.
“Esperamos que nossos resultados preparem o caminho para aplicações de tecnologia quântica em grandes dimensões, uma vez que o teletransporte desempenha um papel central em repetidores e redes quânticas”.
Publicado em 26/12/2019
Artigo original:
Artigo relacionado:
Estudo publicado em:
Achou importante? Compartilhe!
Assine nossa newsletter e fique informado sobre Astrofísica, Biofísica, Geofísica e outras áreas. Preencha seu e-mail no espaço abaixo e clique em “OK”: