O Prof. LI Chuanfeng e o Prof. Zhou Zongquan da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) levantaram e realizaram de forma inovadora o protocolo de eco de fótons sem ruído (NLPE). A pesquisa de total originalidade reduziu o ruído em 670 vezes em comparação com as estratégias anteriores e alcançou memória quântica sólida com alta fidelidade. Os resultados foram publicados em Nature Communications .

Observado pela primeira vez por Erwin Hahn em 1950, O eco de fótons é uma interação física fundamental entre a luz e a matéria, bem como uma ferramenta essencial para a manipulação de campos eletromagnéticos. Contudo, a intensa emissão espontânea de ruído gerado tem a mesma frequência do sinal, é impossível separá-los em princípio.

Protocolos anteriores, como o pente de frequência atômica e o renascimento do eco silenciado, falhou em eliminar a emissão espontânea de ruído tanto quanto necessário.

Neste estudo, os pesquisadores implementaram o protocolo NLPE na UE ³⁺ :Y ₂ SiO ₅ cristal para servir como uma memória quântica óptica e aplicou um sistema arômico de quatro níveis para suprimir o ruído.

Por dupla repetição do pulso no sistema atômico de quatro níveis, eles manipularam a emissão espontânea de ruído para ter uma frequência diferente do sinal. Portanto, é muito mais fácil separar o sinal da emissão de ruído. Embora outros ruídos tenham sido detectados em experimentos práticos, todos foram considerados triviais.

Os resultados dos experimentos mostraram que o ruído era de 0,0015 fótons, 670 vezes menos que os resultados anteriores. Além do mais, a eficiência do NLPE foi mais de três vezes maior do que a dos protocolos anteriores.

Além disso, sua alta eficiência, a alta fidelidade e a facilidade de obtenção conferem ao NLPE benefícios magníficos como um protocolo de memória quântica sem ruído.

Todas essas vantagens nos trazem um passo mais perto da comunicação quântica de longa distância.