(Phys.org) - Físicos demonstraram que dois conceitos desenvolvidos de forma independente - coerência quântica e não-clássica da luz - surgem dos mesmos recursos subjacentes. A capacidade de explicar fenômenos aparentemente distintos dentro de uma única estrutura tem sido uma aspiração satisfatória na física, e aqui também pode ter aplicações potenciais para tecnologias de informação quântica.

Os físicos, Kok Chuan Tan, Tyler Volkoff, Hyukjoon Kwon, e Hyunseok Jeong, na Universidade Nacional de Seul, publicaram um artigo sobre seu trabalho em uma edição recente da Cartas de revisão física .

"Os resultados unificam duas noções bem conhecidas, mas desenvolvidas de forma independente na teoria da informação quântica e na óptica quântica:o conceito de coerência quântica que foi recentemente desenvolvido com base na estrutura das teorias de recursos quânticos, e a noção de não clássica da luz que foi estabelecida desde 1960 com base na teoria quântica da luz, "Jeong disse Phys.org .

Como Jeong explicou, uma questão importante na física é como traçar a linha entre "quântico" e "clássico" e como quantificar o grau de "quântico". Em seu novo trabalho, os físicos desenvolveram um procedimento que quantifica a quantidade de coerência em uma superposição de estados coerentes. Esta informação diz essencialmente como "quântico" vs. quão "clássico" esses estados são, que é útil para muitas tarefas de informação quântica.

No processo de fazer isso, os cientistas descobriram que o mesmo recurso que mede a coerência também pode ser usado para medir a não-clássicaidade da luz. Esta descoberta ajuda a explicar algumas observações anteriores, de modo que tanto a coerência quanto a luz não clássica podem ser convertidas em emaranhamento quântico. Como mostram os novos resultados, isso ocorre porque a luz não clássica pode ser interpretada como uma forma de coerência.

"Acho que é sempre interessante aplicar novas ideias a conceitos antigos para ver se podemos obter informações adicionais, "Tan disse." Neste caso, a teoria da coerência dos recursos é uma ferramenta relativamente nova disponível para a comunidade, enquanto a luz não clássica é, comparativamente falando, um conceito muito mais antigo de um campo de estudo maduro. Ao fornecer uma conexão entre os dois conceitos, nossa esperança é ser capaz de criar sinergia, onde as ferramentas e os insights que ganhamos com a coerência podem ser usados ​​para alcançar um maior insight sobre o funcionamento interno da luz não clássica e vice-versa. Por exemplo, nosso trabalho sugere que o fato de que tanto a coerência quanto a luz não clássica podem ser convertidas em emaranhamento não é um mero acidente. "

Ele acrescentou que a unificação desses dois conceitos pode abrir as portas para descobertas inesperadas no futuro.

"Então, há essa ideia de unificação, "disse ele." Parcimônia é uma virtude no que diz respeito à física, portanto, há um apelo inerente em ter uma única estrutura, em vez de tratar as coisas separadamente. Mostramos que isso é possível, mas não necessariamente direto. O fato de haver uma maneira de tratar a coerência do sistema discreto e a luz não clássica contínua em pé de igualdade também sugere métodos para estudar os efeitos não clássicos que surgem da interseção desses dois regimes. Este regime intermediário pode possivelmente levar a fenômenos quânticos novos e interessantes. "

No futuro, os pesquisadores planejam investigar melhor a conexão entre os dois fenômenos, com a esperança de que possa levar a aplicações práticas.

"Por enquanto, ainda estamos nos estágios iniciais de tentar alavancar esse paralelismo entre coerência e luz não clássica, "Tan disse." Existem algumas aplicações promissoras de coerência que podem ser transportadas, com alguma disputa, é claro, para a variável contínua, lado quântico da luz das coisas e vice-versa que estamos examinando.

"Como mencionado anteriormente, também estamos interessados ​​em estudar o regime em que a luz não clássica interage com sistemas discretos, como spins ou átomos. Este é um componente-chave da tecnologia de informação e comunicação quântica, onde a luz interagindo com a matéria é comum, portanto, temos esperança de que a não-clássicaidade desse regime possa eventualmente ser convertida para a execução de alguma tarefa útil. "

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