Físicos do Instituto Max Planck desenvolveram um novo método eficiente para controlar o emaranhamento quântico de fótons e o demonstraram emaranhando um número recorde de fótons. Este método pode ser um avanço para os computadores quânticos.
O emaranhamento quântico é um fenômeno que parece impossível. Em essência, as partículas podem ficar tão emaranhadas que não podem mais ser descritas individualmente, e uma mudança em uma certa propriedade de uma partícula mudará instantaneamente seu parceiro emaranhado, não importa quão distantes estejam.
As implicações disso alarmaram até o próprio Einstein, que o descreveu como uma ação macabra à distância.
Por mais paradoxal que possa parecer, o emaranhamento quântico foi demonstrado experimentalmente por décadas. Esse fenômeno está subjacente a novas tecnologias comerciais, como computadores quânticos, onde partículas emaranhadas podem ser usadas como bits quânticos (qubits) que armazenam e processam informações.
Para funcionar melhor, você precisa criar grandes grupos de partículas e enredá-los, mas isso é difícil de fazer. Então, para um novo estudo, os físicos do Instituto Max Planck estudaram um método mais robusto de emaranhamento quântico e o usaram para emaranhar com sucesso 14 fótons, o maior grupo de fótons emaranhados até agora.
A equipe começou com um único átomo de rubídio dentro de um ressonador óptico que reflete as ondas eletromagnéticas de uma maneira específica.
O átomo é atingido por um feixe de laser em uma determinada frequência, que prepara o átomo para adquirir uma determinada propriedade.
Em seguida, outro pulso de controle é enviado para ele, o que faz com que o átomo emita um fóton emaranhado com o átomo.
Esse processo se repete com a rotação do átomo entre a emissão de cada fóton, até que toda uma cadeia de fótons seja formada, todos emaranhados entre si.
Tal processo é muito mais eficiente do que os métodos existentes, produzindo fótons em mais de 43% das vezes, ou quase um fóton para cada dois pulsos de laser.
Se você acompanha a tecnologia quântica há algum tempo, 14 partículas emaranhadas podem não parecer muito - os cientistas conseguiram emaranhar literalmente trilhões de átomos em um gás em experimentos anteriores.
Mas eles não poderão usar um sistema semelhante para comunicações quânticas ou computadores. Os fótons são muito mais fáceis de produzir e usar em tecnologias cotidianas, e a eficácia dessa nova técnica deve ser relativamente fácil de aumentar.
Com esse objetivo em mente, os cientistas dizem que o próximo passo é experimentar pelo menos dois átomos como fontes de fótons.
O estudo foi publicado na revista Nature.
2022-08-30 09:03:08
Autor: Vitalii Babkin