Como usar o emaranhamento para comunicação quântica de longa distância no espaço

Crédito: Harald Ritsch para IQOQI-Vienna

O emaranhamento, uma vez chamado Einstein de “ação assustadora à distância”, é o fenômeno no qual os estados quânticos de partículas separadas não podem ser descritos independentemente. Esse fenômeno intrigante é amplamente explorado na caixa de ferramentas do físico quântico e é um recurso essencial para aplicações em comunicação quântica segura a longas distâncias e protocolos de criptografia quântica. Infelizmente, as partículas emaranhadas são facilmente perturbadas pelo ambiente e seu emaranhado é facilmente diminuído pela menor interação com o ambiente.

Em um estudo recente publicado na revista Physical Review X, uma equipe internacional de físicos da Áustria, Escócia, Canadá, Finlândia e Alemanha demonstrou como o entrelaçamento quântico pode ser fortalecido para superar a perda de partículas ou níveis muito altos de ruído, que são inevitáveis ??em aplicações da vida real fora do laboratório. Esse fortalecimento é realizado afastando-se dos bits quânticos de dois níveis ou qubits comumente usados. Qubits são sistemas bidimensionais, o análogo quântico ao bit clássico, com valores zero ou um. Neste estudo, os pesquisadores empregaram emaranhamento de sistemas com mais de dois níveis. Ao emaranhar partículas de luz através de suas propriedades espaciais e temporais, os cientistas agora observaram a sobrevivência do emaranhamento quântico sob condições ambientais adversas pela primeira vez.

Quando se trata de distribuir partículas de luz fora de um laboratório protegido, as condições ambientais são idênticas às testadas. Portanto, o experimento não é apenas uma implementação de prova de princípio, mas está pronto para comunicação quântica de longa distância em condições do mundo real. Esse novo método pode, portanto, ser útil para distribuir emaranhamento em uma futura Internet quântica.


Publicado em 17/12/2019

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