Uma equipe liderada pelo físico experimental austríaco Rainer Blatt conseguiu caracterizar o emaranhamento quântico de dois átomos separados espacialmente, observando sua emissão de luz. Esta demonstração fundamental pode levar ao desenvolvimento de gradiômetros ópticos de alta sensibilidade para a medição precisa do campo gravitacional ou do campo magnético da Terra.

A era da tecnologia quântica há muito foi anunciada. Décadas de pesquisa no mundo quântico levaram ao desenvolvimento de métodos que tornam possível hoje explorar propriedades quânticas especificamente para aplicações técnicas. A equipe liderada pelo pioneiro do computador quântico de Innsbruck, Rainer Blatt, controla átomos individuais com muita precisão em experimentos com armadilhas de íons. O emaranhado deliberado dessas partículas quânticas não só abre a possibilidade de construir um computador quântico, mas também cria a base para a medição de propriedades físicas com precisão até então desconhecida. Os físicos conseguiram, pela primeira vez, demonstrar a interferência quântica de espaço livre totalmente controlada de fótons individuais emitidos por um par de átomos emaranhados separados de forma eficaz.

"Hoje, podemos controlar com muita precisão a posição e o emaranhamento das partículas e gerar fótons únicos conforme necessário, "explica Gabriel Araneda da equipe de Rainer Blatt do Departamento de Física Experimental da Universidade de Innsbruck." Juntos, isso nos permite investigar os efeitos do emaranhamento na interação átomo-luz coletiva. "Os físicos da Universidade de Innsbruck compararam a interferência de fótons produzida por átomos de bário emaranhados e não emaranhados. As medições mostraram que eles são qualitativamente diferentes. Na verdade , a diferença medida das franjas de interferência corresponde diretamente à quantidade de emaranhamento nos átomos. "Desta forma, podemos caracterizar o emaranhamento totalmente opticamente, "Gabriel Araneda enfatiza a importância do experimento. Os físicos também foram capazes de demonstrar que o sinal de interferência é altamente sensível a fatores ambientais na localização dos átomos." Aproveitamos essa sensibilidade e usamos o sinal de interferência observado para medir magnéticos gradientes de campo, "diz Araneda. Essa técnica pode levar ao desenvolvimento de gradiômetros ópticos ultrassensíveis. Como o efeito medido não depende da proximidade dos átomos, essas medições podem permitir comparar com precisão as intensidades de campo em locais separados, como o dos campos magnéticos ou gravitacionais da Terra.

O trabalho foi publicado na revista Cartas de revisão física e foi apoiado financeiramente pelo Austrian Science Fund FWF, a União Europeia e a Federação das Indústrias Austríacas do Tirol, entre outros.