A mecânica quântica é uma das teorias mais bem-sucedidas das ciências naturais, e embora suas previsões sejam muitas vezes contra-intuitivas, nenhum experimento foi conduzido até agora sem que a teoria tenha sido capaz de fornecer uma descrição adequada.

Junto com colegas da bigQ (Centro para Estados Macroscópicos Quânticos - um Centro de Excelência da Fundação Nacional de Pesquisa da Dinamarca), o líder do centro, Prof. Ulrik Lund Andersen, está trabalhando na compreensão e utilização de efeitos quânticos macroscópicos.

"A visão predominante entre os pesquisadores é que a mecânica quântica é uma teoria universalmente válida e, portanto, também aplicável no mundo macroscópico do dia-a-dia em que normalmente vivemos. Isso também significa que deve ser possível observar fenômenos quânticos em grande escala, e é precisamente isso que nos esforçamos para fazer no Centro de Excelência da Fundação Nacional de Pesquisa Dinamarquesa bigQ, "diz Lund Andersen.

Em um novo artigo na prestigiosa revista internacional Ciência , os pesquisadores descrevem como conseguiram criar emaranhados, luz comprimida em temperatura ambiente, uma descoberta que pode abrir caminho para computadores quânticos mais baratos e mais poderosos. Seu trabalho diz respeito a um dos fenômenos quânticos mais notoriamente difíceis de entender:o emaranhamento. Ele descreve como os objetos físicos podem ser colocados em um estado no qual eles estão intimamente ligados que não podem mais ser descritos individualmente.

Se dois objetos estão emaranhados, eles devem ser vistos como um todo unificado, independentemente de quão distantes um do outro estejam. Eles ainda se comportarão como uma unidade - e se os objetos forem medidos individualmente, os resultados serão correlacionados a tal grau que não podem ser descritos com base nas leis clássicas da natureza. Isso só é possível usando a mecânica quântica.

O emaranhamento não se restringe a pares de objetos. Em seus esforços para observar fenômenos quânticos em escala macroscópica, os pesquisadores do bigQ conseguiram criar uma rede de 30, 000 pulsos de luz emaranhados dispostos em uma rede bidimensional distribuída no espaço e no tempo. É quase como quando uma miríade de fios coloridos são tecidos juntos em um cobertor padronizado.

Os pesquisadores produziram feixes de luz com propriedades mecânicas quânticas especiais (estados comprimidos) e os entrelaçaram usando componentes de fibra óptica para formar um estado quântico extremamente emaranhado com uma estrutura de rede bidimensional - também chamado de estado de cluster.

"Ao contrário dos estados de cluster tradicionais, fazemos uso do grau de liberdade temporal para obter a rede emaranhada bidimensional de 30.000 pulsos de luz. A configuração experimental é surpreendentemente simples. A maior parte do esforço foi no desenvolvimento da ideia da geração de estados de cluster, "diz Mikkel Vilsbøll Larsen, o autor principal do trabalho.

A criação de um grau tão extenso de emaranhamento físico quântico é - em si - uma pesquisa básica interessante. O estado do cluster também é um recurso potencial para a criação de um computador quântico óptico. Esta abordagem é uma alternativa interessante para as tecnologias supercondutoras mais difundidas, como tudo ocorre em temperatura ambiente.

Além disso, o longo tempo de coerência da luz laser pode ser utilizado - o que significa que é mantido como uma onda de luz precisamente definida, mesmo em distâncias muito longas.

Um computador quântico óptico, portanto, não exigirá tecnologia de refrigeração avançada e cara. Ao mesmo tempo, seus qubits baseados em luz portadores de informações na luz laser serão muito mais duráveis ​​do que seus parentes eletrônicos ultracongelados usados ​​em supercondutores.

"Através da distribuição do estado do cluster gerado no espaço e no tempo, um computador quântico óptico também pode ser escalado mais facilmente para conter centenas de qubits. Isso o torna um candidato potencial para a próxima geração de computadores quânticos maiores e mais poderosos, "acrescenta Ulrik Lund Andersen.