Informação luminosa

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia, nos EUA, dão um passo importante no desenvolvimento de redes quânticas de computadores, ao conseguirem transferir dados da matéria para a luz

Agência FAPESP - Um grupo de cientistas do Instituto de Tecnologia da Geórgia, nos Estados Unidos, acaba de dar um passo importante na busca do desenvolvimento de sistemas de comunicação quântica ao conseguir transferir informação de dois diferentes grupos de átomos em um único fóton.

A pesquisa é a primeira a demonstrar a transferência de informação quântica da matéria para luz e pode levar ao desenvolvimento de redes quânticas de grande escala. Financiado pela Research Corporation e pela Nasa, a agência espacial norte-americana, o trabalho foi publicado na edição de 22 de outubro da revista Science.

Alex Kuzmich e Dzmitry Matsukevich, da Escola de Física do Instituto de Tecnologia da Geórgia, foram os responsáveis pela transferência de dados em estado atômico de duas diferentes nuvens de átomos de rubídio para um único fóton – partícula sem massa, portadora da energia eletromagnética.

"Um tema realmente importante nos sistemas de informação hoje em dia é o que diz respeito às redes quânticas distribuídas. Para obtê-las, é preciso converter bits de informação baseado na matéria em fótons", disse Kuzmich, em comunicado da instituição norte-americana. "Esse é o primeiro passo. O que fizemos foi criar um nó da rede e agora precisamos criar o segundo nó e conectá-los."

Qubits, ou bits quânticos, diferem muito dos bits digitais da computação convencional. Diferente desses, que existem em estados de 0 e 1, os qubits podem existir simultaneamente nos dois estados. Os bits quânticos também podem interagir entre eles em sistemas, de maneiras absolutamente singulares. Os cientistas acreditam que essas propriedades inusitadas farão com que os computadores quânticos representem um gigantesco salto em relação à informática atual.

A abordagem de Kuzmich e Matsukevich utiliza duas nuvens de átomos de rubídio, cada uma em um estado diferente. Ao passar feixes de luz através de cada nuvem e em seguida recombinar as mesmas, os cientistas criaram bits quânticos ligados a um único fóton. Enquanto outros grupos de pesquisa têm tentado mapear os estados de um único átomo em um fóton, segundo Kuzmich usar uma nuvem de átomos em temperatura muito baixa como um bit quântico de matéria oferece uma vantagem ao obter mais facilmente a ligação.

"A conversão de matéria em luz se torna mais eficiente em uma direção porque as emissões de todos os átomos se reúnem em uma direção preferencial, de forma similar a como funcionam as antenas de rádio", explica Kuzmich.

O artigo Quantum State Transfer Between Matter and Light, de Alex Kuzmich e Dzmitry Matsukevich pode ser lido no site da Science, em www.sciencemag.org.