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”.
Fonte: http://www.sciencedaily.com/
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