Seja telefonando ou utilizando a internet, nossa comunicação diária depende de redes sofisticadas, nas quais informações são transferidas na velocidade da luz entre diferentes pontos.
As redes quânticas difeririam bastante das convencionais, pois teriam aplicações também em comunicações seguras e na simulação de sistemas complexos.
Um dos pré-requisitos para essas redes quânticas funcionais são pontos estacionários, que permitem a troca reversível de informação quântica.
Agora, cientistas do Instituto Max Planck de Ótica Quântica, liderados por Gerhard Rempe, criaram a primeira rede quântica elementar de informação, baseada em interfaces entre átomos e fótons.
Ela consiste em dois pontos, cada qual com dois átomos, que enviam informação quântica via fótons. “Essa abordagem à rede quântica é particularmente promissora porque ela fornece uma perspectiva clara para a escalabilidade [característica que indica habilidade para manipular uma porção crescente de trabalho de forma uniforme]”, ressalta Rempe.
A informação quântica é extremamente frágil e não pode ser clonada, por isso, para evitar alteração das informações ou perda, é necessário um controle perfeito sobre todos os componentes da rede. E a menor memória estacionária nesse tipo de informação é um átomo, sozinho, e fótons representam os mensageiros perfeitos.
Mas a eficiência da transferência de informação entre o átomo e o fóton demanda uma interação forte entre os dois, o que não pode acontecer com átomos que estejam em espaços livres ou abertos. Por essa razão, o grupo de cientistas do Instituto Max Planck investiu em sistemas onde os átomos eram colocados dentro de cavidades óticas. Eles explicam que essas cavidades são compostas de dois espelhos refletores poderosos, colocados a uma pequena distância entre um e outro.
A emissão de fótons de um átomo dentro da cavidade é direcionada e pode, assim, ser enviada – de maneira controlada – para outro ponto da rede. O fóton que entra na outra cavidade, localizada no outro ponto, é refletido milhares de vezes entre os dois espelhos. Dessa maneira, o átomo pode absorver o fóton com alta eficiência.
Mas o pulo do gato, antes de ser alcançado, tropeçou em vários obstáculos. O primeiro desafio experimental foi como prender permanentemente o átomo dentro da cavidade. Isso foi contornado com o uso de lasers, que conseguiram vencer a desordem do átomo.
Outro desafio é como fazer o presente trabalho se transformar em uma rede quântica em larga escala. Os pontos da rede atual estão separados por 21 metros e são conectados por um cabo de fibra ótica com 60 metros de comprimento.
“Conseguimos o primeiro protótipo de uma rede quântica”, conta Stephan Ritter, um dos envolvidos do estudo. “Quem sabe, no futuro, toda a internet será quântica”
Nenhum comentário:
Postar um comentário