Recorde mundial de entrelaçamento avança internet quântica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/11/2020

Equipe francesa bateu o recorde na transmissão do entrelaçamento, algo essencial para viabilizar uma internet quântica.
[Imagem: QuTech-Delft]

Transferência do entrelaçamento quântico

Pesquisadores franceses conseguiram uma transferência altamente eficiente do entrelaçamento quântico para dentro e para fora de dois dispositivos de memória quântica.

O feito representa um ingrediente chave para a escalabilidade de uma futura internet quântica.

Em uma conexão de rede normal, os nós trocam informações enviando elétrons ou fótons, que são sempre vulneráveis à espionagem. Em uma rede quântica, os nós são conectados pelo entrelaçamento, a famosa "ação fantasmagórica à distância" de Einstein.

Como as partículas entrelaçadas se afetam mutuamente qualquer que seja a distância que as separe, a transmissão dessas correlações em grandes distâncias permitiria não apenas comunicações seguras - uma partícula não precisa ir até o próximo computador para levar a informação -, mas também a computação quântica distribuída, com vários computadores fazendo partes do cálculo.

Félix Hoffet e colegas da Universidade Sorbonne demonstraram o armazenamento e a recuperação de feixes de luz entrelaçados em duas células de memória quântica com uma eficiência geral de até 85% - isto é mais de três vezes superior ao que já havia sido conseguido até hoje.

"Essa conquista é o resultado de 10 anos de desenvolvimentos experimentais em nosso laboratório. Ele agora abre o caminho para uma investigação mais aprofundada, já que muitas arquiteturas de rede potenciais assumem esse valor de eficiência para a escalabilidade," disse Hoffet.

Esquema e foto do dispositivo de memória quântica.
[Imagem: Mingtao Cao et al. - 10.1364/OPTICA.400695]

Memórias quânticas

A eficiência das memórias quânticas é um parâmetro crítico porque, se uma célula de memória falhar em registrar ou ler a informação na luz entrelaçada, o repetidor quântico não funcionará corretamente. Por exemplo, um aumento na eficiência de armazenamento e recuperação de 60% para 90% diminui em mais de 100 vezes o tempo médio para a distribuição do entrelaçamento em uma distância de 600 quilômetros.

No entanto, o caminho para a construção de redes quânticas em grande escala ainda está cheio de desafios a serem vencidos. Por exemplo, células de memória quântica eficientes também precisam ter longos tempos de armazenamento para criar entrelaçamentos mais rapidamente do que aqueles que se perdem.

Esse recurso crítico também pode vir com a capacidade de armazenar diferentes informações em paralelo. A equipe está se concentrando, por exemplo, no desenvolvimento de memórias "espacialmente multiplexadas", que possam armazenar vários estados ao mesmo tempo para paralelizar conexões quânticas.

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