Nanotecnologia

Câmera digital quântica poderá ser testada dentro de um ano

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/09/2008

Câmera digital quântica poderá ser testada dentro de um ano
Representação de dois fótons entrelaçados. Qualquer alteração em um deles se refletirá imediatamente no outro, mesmo que um deles vá para o outro lado da galáxia.[Imagem: Paul Kwiat and Michael Reck]

O entrelaçamento de partículas subatômicas é um aspecto quase bizarro da mecânica quântica, mas bem fundamentado e aceito pela comunidade científica.

O entrelaçamento quântico estabelece que, quando duas partículas tornam-se intimamente conectadas, elas passam a influenciar-se mutuamente, qualquer que seja a distância que as separe depois que o entrelaçamento aconteceu.

Até agora o fenômeno vinha tendo atenção principal dos pesquisadores que trabalham na construção dos computadores quânticos.

Câmera digital quântica

Mas o professor Seth Lloyd, do MIT, nos Estados Unidos, afirma que o entrelaçamento também pode ser utilizado para a construção de sensores ópticos parecidos com os CCD das máquinas digitais atuais, só que muito mais eficientes.

Além de câmeras digitais de qualidade muito superior às atuais, os novos detectores de luz poderão ser utilizados na construção de sistemas de visão noturna, equipamentos de imageamento médico que utilizarão doses muito menores de raios X e até microscópios eletrônicos capazes de visualizar amostras biológicas em tempo real sem danificá-las.

Protótipo dentro de um ano

Por enquanto a proposta é apenas teórica, mas o Dr. Seth afirma que os experimentos de laboratório já demonstraram a viabilidade tanto das fontes de luz quanto dos detectores necessários para a construção desses sistemas de fotodetecção quântica.

Isso o leva a afirmar que deverá ser possível construir uma câmera digital quântica em escala de laboratório em no máximo um ano. "Deverá ser possível ter ao menos uma prova de princípio de demonstração dentro de seis meses a um ano," diz ele.

Entrelaçamento quântico

Segundo a propriedade do entrelaçamento, quando um átomo dá origem a dois fótons de luz simultaneamente, esses dois fótons ficam "entrelaçados," o que significa que eles compartilharão suas propriedades mesmo se um deles for para o outro lado da galáxia - qualquer alteração que um dos fótons sofra será imediatamente replicada no outro.

A proposta do Dr. Seth é manter um dos dois fótons entrelaçados no interior da câmera, enviando o outro em direção à cena que se quer registrar. Quando o fóton viajante retornar ao sensor, ele é utilizado juntamente com o fóton que ficou retido, reforçando o sinal.

"[..] a iluminação quântica com m bits de entrelaçamento pode em princípio aumentar a relação sinal/ruído efetiva por um fator 2m, um melhoramento exponencial sobre a iluminação não-entrelaçada. O melhoramento persiste mesmo quando ruído e perda são tão grandes que nenhum entrelaçamento sobreviva no detector," diz Seth em seu estudo.

Para conhecer um projeto diferente de câmera quântica, que explora a propriedade do entrelaçamento de uma outra forma, veja Câmera quântica consegue fotografar objetos que não estão visíveis.

Bibliografia:

Enhanced Sensitivity of Photodetection via Quantum Illumination
Seth Lloyd
Science
12 September 2008
Vol.: 321. no. 5895, pp. 1463 - 1465
DOI: 10.1126/science.1160627
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