Estabelecida a Primeira Ligação Quântica à Internet
Pela primeira vez, os investigadores conseguiram gerar, armazenar e recuperar informação quântica, o que constitui um marco significativo no domínio das redes quânticas.
A partilha de informação quântica é essencial para o avanço das redes quânticas utilizadas na computação distribuída e na comunicação segura. A computação quântica é promissora para enfrentar desafios importantes como a otimização de riscos financeiros, a descodificação de dados, a conceção molecular e a investigação das propriedades dos materiais.
No entanto, a transmissão de informação quântica a longas distâncias enfrenta o obstáculo da perda de informação. Uma solução consiste em segmentar a rede em partes mais pequenas ligadas por um estado quântico partilhado. Esta abordagem requer um dispositivo de memória quântica capaz de armazenar e recuperar informação quântica, que tem de interagir com um dispositivo para gerar informação quântica.
Investigadores do Imperial College de Londres, da Universidade de Southampton e das Universidades de Estugarda e Wurzburg desenvolveram um sistema que liga componentes quânticos fundamentais, utilizando fibras ópticas normais para a transmissão de dados. As suas descobertas foram publicadas na revista Science Advances.
A Dra. Sarah Thomas, do Imperial College de Londres, comentou: “A ligação destes dois dispositivos essenciais é um passo significativo para a criação de redes quânticas, e estamos entusiasmados por sermos os primeiros a demonstrá-lo“.
Lukas Wagner, da Universidade de Estugarda, acrescentou: “Permitir ligações a longas distâncias, mesmo a computadores quânticos, é um objetivo crucial para as futuras redes quânticas“.
Comunicação à Distância
Nas telecomunicações convencionais, como a Internet ou as redes telefónicas, a informação pode degradar-se a longas distâncias. Para resolver este problema, estes sistemas utilizam “repetidores” em intervalos que lêem e amplificam o sinal para manter a sua integridade ao longo da viagem.
No entanto, os repetidores clássicos não são adequados para a informação quântica porque a tentativa de ler e replicar os dados resultaria na sua destruição. Embora este facto constitua uma vantagem em termos de segurança, uma vez que as ligações quânticas não podem ser interceptadas sem alertar os utilizadores devido à perda de dados, representa um desafio para as redes quânticas de longo alcance.
Para enfrentar o desafio das redes quânticas de longa distância, os investigadores estão a utilizar fotões emaranhados para partilhar informação quântica. Os fotões emaranhados estão interligados, pelo que a compreensão de um revela informações sobre o outro. São essenciais dois dispositivos: um para gerar fotões emaranhados e outro para os armazenar e recuperar.
Embora existam dispositivos para criar e armazenar fotões emaranhados, tem sido difícil conseguir a geração de fotões a pedido e uma memória quântica compatível. Os fotões têm comprimentos de onda específicos, mas os dispositivos funcionam frequentemente com comprimentos de onda diferentes, causando problemas de compatibilidade.
A equipa de investigação desenvolveu um sistema em que ambos os dispositivos funcionam com o mesmo comprimento de onda. Um “ponto quântico” produz fotões, que um sistema de memória quântica, utilizando uma nuvem de átomos de rubídio, armazena e liberta com controlo laser.
Significativamente, o comprimento de onda dos dispositivos coincide com as redes de telecomunicações actuais, permitindo a transmissão através de cabos de fibra ótica normais utilizados para ligações à Internet.
Parceria Europeia
Os investigadores da Universidade de Estugarda, com o apoio da Universidade de Wurzburg, desenvolveram uma fonte de luz de pontos quânticos. Esta foi integrada com um dispositivo de memória quântica da equipa Imperial e Southampton do Imperial College London.
Este feito é a primeira interface bem sucedida de dispositivos em comprimentos de onda de telecomunicações, embora existam pontos quânticos e memórias autónomas mais eficientes.
A equipa planeia melhorar o sistema garantindo comprimentos de onda uniformes para os fotões, aumentando a duração do armazenamento e reduzindo o tamanho do sistema.
Para concluir, o Dr. Patrick Ledingham, da Universidade de Southampton, salienta a importância desta descoberta, referindo as anteriores tentativas infrutíferas da comunidade ao longo de cinco anos, e atribui o sucesso à colaboração especializada e à sincronização dos dispositivos.
Leia O Artigo Original: Phys Org
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