Considerado um passo significativo na implantação de uma internet quântica, uma equipe de pesquisadores da Universidade Stony Brook, nos EUA, anunciou a construção de uma rede de “memórias quânticas” à tempera ambiente. Uma rede interconectada de computadores quânticos “é um caminho encorajador para obter vantagens quânticas utilizando sistemas quânticos distribuídos”, diz o estudo.
Segundo o artigo, publicado recentemente na revista npj Quantum Information, a experiência consistiu em armazenar e depois recuperar dois qubits fotônicos, duas das menores unidades de informação em um computador quântico, codificadas em partículas de luz (fótons).
A transmissão e manipulação de memória quântica é a contraparte, ao nível subatômico, da memória binária tradicional da nossa World Wide Web. Enquanto nesta os dados são codificados em estados binários de 1 ou 0, na memória quântica, eles formam um bit quântico, que pode apresentar uma superposição de 1 e 0. Mas essa capacidade de estar em múltiplos estados simultaneamente desaparece quando o qubit é observado.
A importância de uma internet quântica
Autores do estudo no Laboratório de Informação Quântica Stony Brook. Fonte: Sonali Gera et al.
A primeira vantagem de uma comunicação quântica é a sua rapidez. No chamado “emaranhamento quântico”, duas partículas ficam tão conectadas entre si, que mudanças em uma delas afeta instantaneamente a outra, não importando a distância entre as duas.
Além disso, as comunicações quânticas são essencialmente mais seguras. Isso porque eventuais tentativas de hackeamento iriam interferir no estado quântico da partícula, o que seria facilmente observável tanto pelo remetente quanto pelo destinatário da mensagem.
Embora mais viável que experimentos anteriores em projetar uma futura internet quântica, é importante destacar que a equipe só conseguiu armazenar fótons por uma fração de segundo, enquanto os qubits podem durar mais de uma hora em temperaturas criogênicas.
Qual a importância do estudo na transmissão de memórias quânticas?
Um salto repetidor quântico requer duas fontes de pares de fótons emaranhadas, mas separados pela distância Fonte: Chase Wallace/Universidade Stony Brook
Embora existam redes quânticas em operação no mundo, como uma de dois mil quilômetros entre Pequim e Xangai na China, todas necessitam ser resfriadas até o zero absoluto para poder operar. Nesse sentido, o experimento da equipe de Stony Brook armazenou dois fótons separadamente em gás rubídio e os recuperou com sucesso na assinatura quântica, e tudo isso à temperatura ambiente.
Segundo o coautor Daniel Oi, o aspecto mais notável aqui é que, após pegar dois fótons armazenados de forma independente, recuperá-los e interferi-los, “você obtém o que é chamado de mergulho HOM, ou um mergulho Hong-Ou-Mandel, que é uma assinatura quântica característica que indica que esses dois fótons eram idênticos”.
O próximo passo, afirma à Live Science o professor da Universidade de Strathclyde na Escócia, é atingir “um dos santos graais das memórias quânticas”, que é elaborar um método para identificar o momento exato em que um sinal está pronto para ser recuperado, sem comprometer suas propriedades quânticas, por meio de uma observação direta.
