Os cientistas criaram uma memória quântica óptico-mecânica – ela pode se tornar a base de uma Internet quântica

Um grupo de cientistas do Instituto Niels Bohr (Dinamarca) anunciou o desenvolvimento de uma memória quântica incomum – um “tambor quântico”. Esta é uma memória óptico-mecânica que lembra os estados quânticos dos fótons nas vibrações mecânicas (sonoras) de uma membrana cerâmica – na verdade, um tambor. Tal dispositivo poderia atuar como um repetidor para transmitir estados quânticos emaranhados através de uma rede, tornando a Internet quântica uma realidade.

Fonte da imagem: Julian Robinson-Tait

«O Quantum Drum é uma placa de cerâmica feita de material semelhante ao vidro. Em vários estudos anteriores, os cientistas provaram que uma placa de cerâmica especialmente tratada permite preservar os estados quânticos de um feixe de laser (fótons) que a atinge. O que é milagroso não é o próprio fato de transformar o estado quântico da luz em som (uma quasipartícula fônon), mas o fato de um dispositivo essencialmente quântico ser representado por um detalhe completamente tangível – o micromundo quântico neste dispositivo é corporificado de uma forma completamente nível macro tangível, e isso já é possível e necessário para trabalhar.

O tambor armazena o estado quântico até o momento em que ele pode ser transmitido ao longo da rede na forma de fótons. Esta é uma memória temporária e é absolutamente necessária para organizar repetidores. Afinal, sabemos bem que a principal vantagem das redes de comunicação quântica é a sua sensibilidade à interceptação de mensagens. Qualquer interceptação de fótons “carregados” com um estado quântico perturba esses estados e isso serve como um indicador de que a transmissão foi comprometida. Se você instalar repetidores clássicos na rodovia com conversão de “qubits” em digital e vice-versa, isso proporcionará um canal para vazamento, pois o digital pode ser interceptado e ficará imperceptível.

Fonte da imagem: Universidade de Copenhague

Repetidores puramente quânticos são um problema do nosso tempo e ainda precisam ser desenvolvidos e desenvolvidos, ou algo novo pode ser proposto, por exemplo, os “tambores quânticos” desenvolvidos no Instituto Niels Bohr. Sem tais dispositivos, não se deveria sequer sonhar com uma rede quântica mundial. Os dinamarqueses deram um passo confiante na direção certa. No laboratório, à temperatura ambiente, eles mostraram que o tempo de vida de um sinal quântico na membrana chega a 23 ms com probabilidade efetiva de extração de 40% para pulsos coerentes clássicos.

«Esperamos que o armazenamento quântico de luz se torne possível sob condições criogênicas moderadas (T≈10 K). Esses sistemas podem encontrar aplicação em novas redes quânticas, onde podem servir como dispositivos ópticos de armazenamento quântico de longa duração, armazenando informações ópticas no modo fônon [som]”, explicam os desenvolvedores em um artigo na revista Physical Review Letters.