Os cientistas conseguiram entrelaçar memórias quânticas

Artigo originalmente publicado por Vice em inglês.

Pegue um computador comum e dê a ele os poderes extraordinários do mundo subatômico. Em outras palavras, o mundo de incrivelmente pequeno, onde o material faz coisas incríveis, como existindo em dois lugares ao mesmo tempo. Então teríamos um computador quântico, um feito que não é uma coisinha.

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Os computadores quânticos podem resolver certos algoritmos muito mais rápidos que os computadores convencionais. Mas ter um computador quântico sozinho não é suficiente. Vamos tentar enviar um sinal deste computador quântico para outro, do outro lado do mundo. É uma função muito importante, como evidenciado pela existência da Internet e por todas as suas vantagens. Então, quão difícil poderia ser? Surpreendentemente, atualmente, os computadores quânticos não podem fazer chamadas de longa distância. Ainda não conseguimos enviar sinais quânticos a grandes distâncias de maneira confiável.

Outra solução é enviar sinais ao longo de muitas viagens e armazená -los em memórias entre cada viagem. Agora, pesquisadores do Instituto de Ciências Fotônicas (ICFO) na Espanha mostraram como melhorar consideravelmente o método para usar “memórias” quânticas. Sinais que duram aproximadamente 1.000 vezes mais do que demonstrados em experiências anteriores. Esses sinais são codificados por partículas que foram “entrelaçadas”, aproveitando um fenômeno essencial para a mecânica quântica. A nova experiência foi publicada na Nature.

“Embora o entrelaçamento já tenha sido demonstrado entre duas dessas memórias, isso foi feito com uma técnica que não pode ser estendida diretamente à comunicação de longa distância”, escreveu os autores.

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Os sinais entre computadores quânticos, geralmente projetados como fótons individuais ou partículas de luz, têm um problema. Eles tendem a desaparecer, são voláteis, por razões completamente quânticas. Ao contrário dos sinais elétricos padrão, é muito mais difícil ampliá -los sem estragá -los.

Portanto, um dos principais objetivos é descobrir como enviar sinais de maneira confiável. Um dos principais métodos que o estudo considera é cortar o suporte (por exemplo, um cabo de fibra óptica) em pequenas partes. Em vez de enviar um fóton em todo o mundo, você pode enviá -lo de casa para casa, por exemplo, ou da cidade da cidade, antes de ter tempo para se deteriorar. Em cada ponto da rota, o fóton seria armazenado e o seguinte canal a recuperaria. Em outras palavras, a idéia é equipar cada cabo pequeno com pequenas unidades de armazenamento de memória nas duas extremidades, que são sincronizadas com as extremidades dos cabos contíguos.

Os computadores clássicos também armazenam e recuperam sinais em muitos segmentos diferentes de uma rede. No entanto, os computadores quânticos são mais complicados. Geralmente, o sinal é composto de fótons que deveriam estar entrelaçados com outros fótons. Para entender isso, podemos pensar que as partículas entrelaçadas estão ligadas entre si, mas elas agem de maneira oposta, como um conjunto de duas peças que sempre pousam nas faces opostas. Mesmo que as duas moedas sejam levadas para os extremos opostos do universo, desde que o entrelaçamento seja mantido, eles compartilharão essa correlação “oposição”.

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Se recuperarmos um fóton entrelaçado em uma extremidade do cabo, que pousou em “Cruz” no lançamento de uma moeda, diz algo no fóton no outro extremo: quem pousou no “Face”. Os computadores quânticos usam esse fenômeno para transmitir informações.

No entanto, devido a outro fenômeno chamado decoerência, o ato de medir o fóton destrói o emaranhado. Depois de medir caro ou cruzado em uma extremidade do segmento, o entrelaçamento é perdido. Você não pode mais entrelaçar essa moeda com a próxima para manter a entrevista original que flui.

A ponta da sinalização quântica é, portanto, passar fótons para cada canal repetido sem perder o entrelaçamento. No entanto, o truque também consiste em garantir que os fótons estejam entrelaçados com segurança, sem medi -los, o que destruiria o emaranhado. De uma maneira ou de outra, você deve saber que as peças cairão em rostos diferentes, sem sequer olhar.

Na experiência, os pesquisadores analisaram uma configuração que contém um alongamento do cabo de fibra óptica com um pedaço de “memória” quântica em cada extremidade. Como a memória em um computador clássico, a memória quântica deve armazenar informações de maneira confiável para se recuperar mais tarde. Os pesquisadores usaram um tipo específico de memória quântica de vidro. Quando espancado por um fóton, o vidro vibra distintamente, dependendo de o fóton ser caro ou cruzado. Dessa forma, o código de cristal as informações entrelaçadas. (De fato, os fótons não têm dois lados como moeda, mas propriedades mais sutis, como polarização ou rotação, que não são de forma alguma codificadas da mesma maneira).

Com a configuração deles, eles mostraram que os fótons mantêm o entrelaçamento em cada peça de memória quântica, mesmo após um tempo relativamente longo. Isso significa que nós robustos podem ser gerados em uma rede repetitiva. A manutenção do entrelaçamento é indicada pela liberação de um fóton separado, chamado Fototon “Heraldo”, que só é emitido quando as duas partículas estão entrelaçadas.

Como esses fótons do Herald são gerados em frequências de telecomunicações padrão, os pesquisadores pensam que isso resulta em sistemas que podem ser implantados em campo e usam redes reais entre computadores quânticos ou, em outras palavras, uma Internet quântica.

fonte: https://www.vice.com/es/article/pkbamz/cientificos-entrelazar-memorias-cuantica