p Como transferir informações quânticas de forma confiável quando os canais de conexão são afetados por ruído prejudicial? Cientistas da Universidade de Innsbruck e da TU Wien (Viena) apresentaram novas soluções para este problema. p Hoje em dia nos comunicamos por sinais de rádio e enviamos pulsos elétricos por meio de cabos longos. Isso pode mudar em breve, no entanto:os cientistas têm trabalhado intensamente no desenvolvimento de métodos para transferência de informações quânticas. Isso permitiria a transferência de dados à prova de toque ou, um dia, até mesmo a ligação de computadores quânticos.

p A transferência de informações quânticas requer transferência de informações confiáveis ​​de um sistema quântico para outro, o que é extremamente difícil de alcançar. Independentemente, duas equipes de pesquisa - uma na Universidade de Innsbruck e a outra na TU Wien (Viena) - desenvolveram agora um novo protocolo de comunicação quântica. Este protocolo permite a comunicação quântica confiável, mesmo na presença de ruído contaminante. Ambos os grupos de pesquisa trabalham com o mesmo conceito básico:Para tornar o protocolo imune ao ruído, eles adicionam um elemento adicional, um chamado oscilador quântico, em ambas as extremidades do canal quântico.

p Transferência de dados confiável

p Os cientistas realizam experimentos de comunicação quântica há muito tempo. “Os pesquisadores apresentaram um protocolo de teletransporte quântico já na década de 1990. Ele permite transferir o estado de um sistema quântico para outro usando fótons ópticos, "diz Benoit Vermersch, Pós-doutorado no grupo de Peter Zoller na Universidade de Innsbruck. Isso também funciona em grandes distâncias, mas é preciso aceitar que muitos fótons são perdidos e apenas uma pequena fração chega ao detector.

p "Nosso objetivo era encontrar uma maneira confiável de transferir um estado quântico de um lugar para outro, sem ter que fazer isso várias vezes para que funcione, "explica Peter Rabl do Atominstitut, TU Wien.

p Qubits supercondutores, em particular, são elementos promissores para futuras tecnologias quânticas. Eles são minúsculos circuitos que podem assumir dois estados diferentes ao mesmo tempo. Ao contrário dos interruptores de luz convencionais que podem ser ligados ou desligados, as leis da física quântica permitem que um qubit assuma qualquer combinação desses estados, que é chamada de superposição quântica.

p Para transferir este estado quântico de um qubit supercondutor para outro, são necessários fótons de microondas, que já são usados ​​para transferência de sinal clássico. A transferência confiável de informações quânticas por meio de um regime de micro-ondas foi considerada impossível, pois o ruído térmico constante se sobrepõe completamente ao sinal quântico mais fraco.

p Novo protocolo de transferência

p Os dois grupos de pesquisa mostraram agora que esses obstáculos não são impossíveis de superar, como se supunha anteriormente. Em colaboração com equipes de Harvard e Yale (EUA), eles conseguiram desenvolver um protocolo de transferência imune ao ruído inevitável.

p "Nossa abordagem é adicionar outro sistema quântico - um oscilador de microondas - como um mediador em ambas as extremidades do protocolo para acoplar os qubits em vez de acoplá-los diretamente ao canal de microondas ou guia de ondas, "explica Rabl.

p “Não podemos evitar o ruído térmico que se desenvolve no canal quântico, "diz Benoit Vermersch." O que é importante é que esse ruído afeta ambos os osciladores em ambas as extremidades da mesma maneira. Portanto, somos capazes de separar exatamente o efeito prejudicial do ruído do sinal quântico mais fraco por meio do acoplamento preciso ao guia de ondas. "

p "De acordo com nossos cálculos, podemos conectar qubits em várias centenas de metros com este protocolo, "diz Peter Rabl." Ainda teríamos que resfriar os canais, mas no longo prazo será tecnologicamente viável conectar edifícios ou mesmo cidades de uma maneira física quântica por meio de canais de microondas. "