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  • Projeto aproxima a internet quântica da realidade

    Pesquisadores da Universidade de Innsbruck, financiado pelo Exército dos EUA, alcançou um recorde de transferência de emaranhamento quântico entre matéria e luz - uma distância de 50 quilômetros foi percorrida com cabos de fibra óptica. Os pesquisadores disseram que isso aproxima a internet quântica um passo mais perto. Em um cristal não linear iluminado por um laser forte, o comprimento de onda do fóton foi convertido para o valor ideal para viagens de longa distância. Crédito:IQOQI Innsbruck / Harald Ritsch

    Um resultado de pesquisa do Exército dos EUA traz a internet quântica um passo mais perto. Essa internet poderia oferecer segurança militar, recursos de detecção e cronometragem não são possíveis com as abordagens de rede tradicionais.

    O Centro de Informações Quânticas Distribuídas do Laboratório de Pesquisa do Exército do Exército dos EUA, financiado e administrado pelo Gabinete de Pesquisa do Exército do laboratório, viu pesquisadores da Universidade de Innsbruck alcançarem um recorde para a transferência de emaranhamento quântico entre a matéria e a luz - uma distância de 50 quilômetros usando cabos de fibra óptica.

    Emaranhamento é uma correlação que pode ser criada entre entidades quânticas, como qubits. Quando dois qubits estão emaranhados e uma medição é feita em um, afetará o resultado de uma medição feita por outro, mesmo que o segundo qubit esteja fisicamente longe.

    "Isso [50 quilômetros] é duas ordens de magnitude a mais do que era possível anteriormente e é uma distância prática para começar a construir redes quânticas intermunicipais, "disse o Dr. Ben Lanyon, físico experimental da Universidade de Innsbruck e investigador principal do projeto, cujas descobertas foram publicadas na revista Nature Informação Quântica .

    Redes quânticas intermunicipais seriam compostas de nós de rede distantes de qubits físicos, que são, apesar da grande separação física, no entanto emaranhado. Esta distribuição de emaranhamento é essencial para o estabelecimento de uma internet quântica, pesquisadores disseram.

    "A demonstração é um grande passo para a obtenção de emaranhamento distribuído em grande escala, "disse a Dra. Sara Gamble, co-gerente do programa do Exército de apoio à pesquisa. "A qualidade do emaranhamento após viajar através da fibra também é alta o suficiente na outra extremidade para atender a alguns dos requisitos para algumas das aplicações de rede quântica mais difíceis."

    A equipe de pesquisa começou o experimento com um átomo de cálcio preso em uma armadilha de íons. Usando feixes de laser, os pesquisadores escreveram um estado quântico no íon e simultaneamente o excitaram para emitir um fóton no qual a informação quântica é armazenada. Como resultado, os estados quânticos do átomo e a partícula de luz estavam emaranhados.

    O desafio é transmitir o fóton por cabos de fibra ótica.

    “O fóton emitido pelo íon cálcio tem comprimento de onda de 854 nanômetros e é rapidamente absorvido pela fibra óptica, "Lanyon disse.

    Portanto, sua equipe inicialmente enviou a partícula de luz através de um cristal não linear iluminado por um forte laser. O comprimento de onda do fóton foi convertido para o valor ideal para viagens de longa distância - o comprimento de onda padrão de telecomunicações atual de 1, 550 nanômetros.

    Os pesquisadores então enviaram este fóton através da linha de fibra óptica de 50 quilômetros de comprimento. Suas medições mostram que as partículas de átomo e luz ainda estavam emaranhadas mesmo após a conversão do comprimento de onda e a distância percorrida.

    "A escolha de usar cálcio significa que esses resultados também fornecem um caminho direto para a realização de uma rede emaranhada de relógios atômicos em uma grande distância física, uma vez que o cálcio pode ser co-aprisionado com um qubit "relógio" de alta qualidade. Redes de relógios emaranhados em grande escala são de grande interesse para o Exército para a posição de precisão, navegação, e aplicações de tempo, "disse o Dr. Fredrik Fatemi, um pesquisador do Exército que também co-gerencia o programa.


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