Pesquisadores da Universidade de Copenhagen desenvolveram uma nova técnica que mantém pedaços quânticos de luz estáveis ​​em temperatura ambiente, em vez de trabalhar apenas a -270 graus. A descoberta deles economiza energia e dinheiro e é um avanço na pesquisa quântica.

Como quase todas as nossas informações privadas são digitalizadas, é cada vez mais importante encontrarmos maneiras de proteger nossos dados e a nós mesmos contra ataques de hackers.

A criptografia quântica é a resposta dos pesquisadores para este problema, e, mais especificamente, um certo tipo de qubit - consistindo em fótons únicos:partículas de luz.

Fótons únicos ou qubits de luz, como também são chamados, são extremamente difíceis de hackear. Contudo, para que esses qubits de luz sejam estáveis ​​e funcionem corretamente, eles precisam ser armazenados em temperaturas próximas do zero absoluto - isto é, 270 C negativos - algo que requer grandes quantidades de energia e recursos.

Em um estudo publicado recentemente, pesquisadores da Universidade de Copenhagen demonstram uma nova maneira de armazenar esses qubits em temperatura ambiente por cem vezes mais do que antes. Eugene Simon Polzik, professor de óptica quântica no Instituto Niels Bohr, diz, “Desenvolvemos um revestimento especial para nossos chips de memória que ajuda os bits quânticos de luz a serem idênticos e estáveis ​​enquanto estão em temperatura ambiente. nosso novo método nos permite armazenar os qubits por muito mais tempo, que é milissegundos em vez de microssegundos - algo que não era possível antes. Estamos muito entusiasmados com isso. "

O revestimento especial dos chips de memória torna muito mais fácil armazenar os qubits de luz sem grandes freezers, que são difíceis de operar e requerem muita energia. Portanto, a nova invenção será mais barata e mais compatível com as demandas da indústria no futuro.

"A vantagem de armazenar esses qubits em temperatura ambiente é que não requer hélio líquido ou sistemas complexos de laser para resfriamento. Além disso, é uma tecnologia muito mais simples que pode ser implementada com mais facilidade em uma futura internet quântica, "diz Karsten Dideriksen, um UCPH-Ph.D. no projeto.

Normalmente, temperaturas quentes perturbam a energia de cada fragmento quântico de luz. "Em nossos chips de memória, milhares de átomos voam emitindo fótons, também conhecido como qubits de luz. Quando os átomos são expostos ao calor, eles começam a se mover mais rápido e colidem uns com os outros e com as paredes do chip. Isso os leva a emitir fótons muito diferentes uns dos outros. Mas precisamos que sejam exatamente iguais para usá-los para uma comunicação segura no futuro, "explica Eugene Polzik." É por isso que desenvolvemos um método que protege a memória atômica com o revestimento especial para o interior dos chips de memória. O revestimento consiste em parafina que possui uma estrutura semelhante a cera e atua suavizando a colisão dos átomos, tornando os fótons ou qubits emitidos idênticos e estáveis. Também, usamos filtros especiais para garantir que apenas fótons idênticos fossem extraídos dos chips de memória. "

Mesmo que a nova descoberta seja um avanço na pesquisa quântica, ainda precisa de mais trabalho.

"Agora mesmo, nós produzimos os qubits de luz a uma taxa baixa, um fóton por segundo, enquanto os sistemas resfriados podem produzir milhões no mesmo período de tempo. Mas acreditamos que existem vantagens importantes para esta nova tecnologia e que podemos superar esse desafio com o tempo, "Eugene conclui.

O estudo é publicado em Nature Communications .