p Cientistas do Instituto de Computação Quântica (IQC) da Universidade de Waterloo capturaram as primeiras imagens de fótons ultrarrápidos que estão entrelaçados energia-tempo. A nova técnica terá aplicações diretas para criptografia quântica e protocolos de comunicação, incluindo a possibilidade de estabelecer canais de comunicação altamente seguros em longas distâncias. p "Esta técnica nos permitirá explorar todos os tipos de efeitos quânticos que eram inacessíveis porque os detectores eram simplesmente muito lentos, "disse Jean-Philippe MacLean, autor principal do estudo e candidato a doutorado no Departamento de Física e Astronomia da Faculdade de Ciências.

p Para capturar um dos eventos quânticos mais curtos possíveis, os pesquisadores usaram uma técnica conhecida como gating óptico. Semelhante à maneira como Harold Edgerton usou luzes estroboscópicas de alta velocidade para capturar algumas das imagens mais icônicas do século 20, o dispositivo usa pulsos curtos de luz para gerar imagens dos fótons no tempo. Essa técnica permitiu aos pesquisadores superar as limitações dos detectores atuais e medir pares de fótons emaranhados com resolução abaixo de um trilionésimo de segundo.

p “Nos últimos 10 a 20 anos, pesquisadores têm se interessado em explorar e explorar o emaranhado de energia-tempo para comunicação, "disse MacLean." Por ser capaz de medir fótons emaranhados ultrarrápidos, nossa técnica de medição abre a porta para explorar o emaranhamento em um regime totalmente novo. "

p O emaranhamento energia-tempo é uma característica da luz quântica. Ocorre quando um par de fótons está fortemente correlacionado em sua frequência e tempo de chegada. Os cientistas têm se interessado em explorar o emaranhamento energia-tempo para obter informações quânticas, mas até agora, faltava-lhes a resolução de energia e tempo para observá-lo diretamente.

p O novo aparato traz para o mundo quântico uma ferramenta frequentemente utilizada na pesquisa de óptica clássica. Na ótica clássica, a capacidade de medir com precisão os recursos de energia e tempo da luz em escalas de tempo ultrarrápidas tem sido crítica para as inovações na física e espectroscopia do laser.

p "Ultra-rápido e quântico representam duas fronteiras da ciência óptica, "disse Kevin Resch, diretor executivo interino do IQC e professor do Departamento de Física e Astronomia da Faculdade de Ciências. "Trazer técnicas de uma dessas áreas para a outra abre possibilidades empolgantes."

p O artigo é publicado em Cartas de revisão física .