O entrelaçamento é um dos principais princípios da mecânica quântica. Físicos do grupo de pesquisa do Professor Johannes Fink no Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (IST Áustria) descobriram uma maneira de usar um oscilador mecânico para produzir radiação emaranhada. Esse método, que os autores publicaram na edição atual da Nature, pode ser extremamente útil quando se trata de conectar computadores quânticos.
O emaranhamento é um fenômeno típico do mundo quântico, que não está presente no chamado mundo clássico – o mundo e as leis da física que governam nossa vida cotidiana. Quando duas partículas estão emaranhadas, as características de uma partícula podem ser determinadas olhando-se a outra. Isso foi descoberto por Einstein, e o fenômeno agora é usado ativamente na criptografia quântica, onde se diz que ele conduz a códigos inquebráveis. Também radiação pode ser enredado: Este é o fenômeno que Shabir Barzanjeh, um pós-doc no grupo do Professor Fink no IST Áustria e primeiro autor do estudo, está atualmente está pesquisando.
“Imagine uma caixa com duas saídas, se as saídas estiverem emaranhadas, pode-se caracterizar a radiação que sai de uma olhando para a outra”, explica. A radiação emaranhada foi criada antes, mas neste estudo, um objeto mecânico foi usado pela primeira vez. Com um comprimento de 30 micrômetros e composto de cerca de um trilhão (1012) átomos, o feixe de silício criado pelo grupo é grande em escala quântica. “Para mim, este experimento foi interessante em um nível fundamental”, diz Barzanjeh. “A questão era: alguém pode usar um sistema tão grande para produzir radiação não clássica? Agora, sabemos que a resposta é sim”.
Mas o dispositivo também tem valor prático. Os osciladores mecânicos podem servir como um elo entre os computadores quânticos extremamente sensíveis e as fibras ópticas que os conectam dentro dos data centers e além. “O que construímos é um protótipo para um link quântico”, diz Barzanjeh.
Em computadores quânticos supercondutores, a eletrônica funciona apenas em temperaturas extremamente baixas, alguns milésimos de grau acima do zero absoluto (-273,15 ° C). Isso ocorre porque esses computadores quânticos operam com base em fótons de microondas, que são extremamente sensíveis a ruídos e perdas. Se a temperatura em um computador quântico aumenta, toda a informação é destruída. Como conseqüência, a transferência de informações de um computador quântico para outro é quase impossível no momento, já que a informação teria que atravessar um ambiente que é quente demais para sobreviver.
Computadores clássicos em redes, por outro lado, geralmente são conectados via fibras ópticas, porque a radiação óptica é muito robusta contra perturbações que podem corromper ou destruir dados. Usando this tecnologia de sucesso para a construção de computadores quânticos exige um link que pode converter fótons de microondas do computador quântico para portadores de informação ópticos, ou um dispositivo que gera campos de microondas-optical emaranhados como um recurso para o teletransporte quântico. Tal ligação serviria como uma ponte entre a temperatura ambiente e o mundo quântico criogênico, e o dispositivo desenvolvido pelos físicos é um passo nessa direção. “O oscilador que construímos nos aproximou um pouco mais de uma Internet quântica”, diz o primeiro autor Barzanjeh.
Mas esta não é a única aplicação potencial do dispositivo. “Nosso sistema também poderia ser usado para melhorar o desempenho dos detectores de ondas gravitacionais”, explica Shabir Barzanjeh e Johannes Fink acrescenta: “Acontece que observar Tais campos steady-estado emaranhado implica que o oscilador mecânico produzi-lo tem que ser um objeto quântico . Isso vale para qualquer tipo de mediador, e “sem a necessidade de medi-la diretamente, portanto, no futuro o nosso princípio de medida poderia ajudar a verificar ou falsificar a natureza potencialmente quantum de outro disco para interrogar sistemas como organismos vivos ou o campo gravitacional.
Publicado em 27/06/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-06-bridge-quantum-world.html
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