p A mecânica quântica incorpora algumas propriedades muito não intuitivas da matéria. Superposição quântica, por exemplo, permite que um átomo esteja simultaneamente em dois estados diferentes com seu eixo de rotação apontado para cima e para baixo, ou combinações intermediárias. Um computador que usa a manipulação mecânica quântica de átomos ou partículas, portanto, tem muito mais opções possíveis do que um convencional que trabalha com "zeros" e "uns" e tem apenas duas opções, chamados bits. A memória de um computador quântico usa, em vez disso, os chamados bits quânticos - qubits - e cada qubit pode estar em uma superposição desses dois estados. Como resultado, os físicos teóricos estimam que um computador quântico com apenas cerca de cem desses qubits poderia, em princípio, exceder o poder de computação dos poderosos computadores clássicos atuais. Construir um computador quântico é, portanto, um dos principais objetivos tecnológicos da física e da astrofísica modernas. p CfA físico Hannes Pichler, do Instituto de Teoria Atômica do CfA, Física Molecular e Óptica (ITAMP), e três colegas propuseram uma nova maneira de construir um computador quântico usando apenas um único átomo. Os quanta de luz (fótons) podem ser usados ​​como portadores de informação e atuar como qubits, mas para usá-los em um computador quântico, eles devem interagir uns com os outros.

p Em condições normais, Contudo, a luz não interage consigo mesma e, portanto, o desafio é criar correlações entre elas. A ideia principal de seu novo artigo é permitir que os fótons de luz de um átomo interajam com seus próprios reflexos de imagem no espelho. Os fótons que o átomo emite são refletidos pelo espelho e podem interagir novamente com o átomo, mas com um pequeno atraso. Esse atraso, os cientistas mostram, resulta na forma de onda combinada dos fótons sendo tão complexa que, em princípio, qualquer computação quântica pode ser alcançada simplesmente medindo os fótons emitidos.

p A descoberta teórica não é apenas um avanço conceitual em ótica quântica e informação, ele abre a porta para novas tecnologias. Em particular, a configuração proposta de um único átomo é atraente, pois minimiza os recursos necessários e depende apenas de elementos que já foram demonstrados em experimentos de última geração.