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Memória óptica é lida na forma de um holograma tridimensional

Memória óptica é lida na forma de um holograma tridimensional
As mesmas qualidades de eficiência e precisão tornam a memória altamente promissora para a computação quântica, que tem o potencial para ser muitas vezes mais rápida do que a computação tradicional. [Imagem: ANU]

Cientistas australianos e chineses criaram uma memória quântica para a luz tão eficiente que eles já começam a especular sobre "computadores fotônicos super rápidos e novas formas de comunicações seguras."

O feito foi possível graças a uma realização anterior da mesma equipe, quando eles desenvolveram uma técnica pioneira para parar e controlar a luz de um laser, manipulando elétrons no interior de um cristal resfriado a -270 graus Celsius - veja Memória óptica armazena e recupera pulsos de luz individuais.

Holograma read-once

Agora os cientistas alcançaram uma eficiência e uma precisão sem precedentes em sua memória óptica, permitindo que as delicadas propriedades quânticas da luz sejam armazenadas, manipuladas e lidas.

"A luz que entra no cristal é retardada ao longo do caminho até parar, onde ela permanece até que a deixemos caminhar de novo", explica o pesquisador Morgan Hedges, da Universidade Nacional da Austrália. "Quando nós a deixamos ir, capturamos essencialmente tudo o que quisermos na forma de um holograma tridimensional, com uma precisão até o último fóton."

"Devido à inerente incerteza da mecânica quântica, algumas das informações desta luz serão perdidas no momento em que elas forem medidas, o que nos dá um holograma que só pode ser lido uma vez. A mecânica quântica garante que esta informação possa ser lida somente uma vez, tornando-o perfeito para comunicações seguras."

As mesmas qualidades de eficiência e precisão tornam a memória altamente promissora para a computação quântica, que tem o potencial para ser muitas vezes mais rápida do que a computação tradicional.

Entrelaçamento e relatividade

Os pesquisadores afirmam ainda que o armazenamento de dados usando luz vai permitir a realização de experimentos inéditos de física quântica fundamental - por exemplo, como o bizarro fenômeno do entrelaçamento quântico interage com a teoria da relatividade.

"Nós poderemos entrelaçar o estado quântico de duas memórias, ou seja, de dois cristais," explica o coordenador da equipe, Dr. Matthew Sellars. "Segundo a mecânica quântica, a leitura de uma memória entrelaçada irá alterar imediatamente o que está armazenado na outra, não importando quão grande seja a distância física entre elas.

Segundo a relatividade, a forma como o tempo passa para uma memória é afetada pela maneira como ela se move. Com uma boa memória quântica, um experimento para medir esses efeitos fundamentais de interação poderia ser tão simples como colocar um cristal no banco de trás do meu carro e sair para dar uma volta," exagera o cientista.

Juntando as peças

A equipe do Dr. Sellars já havia realizado um experimento que "parou" a luz em um cristal por mais de um segundo, mais de 1.000 vezes mais do que era possível anteriormente.

Ele afirma que a equipe agora está tentando juntar os sistemas, combinando a alta eficiência com tempos de armazenamento que durem horas.

Bibliografia:

Efficient quantum memory for light
Morgan P. Hedges,, Jevon J. Longdell,, Yongmin Li, Matthew J. Sellars
Nature
24 June 2010
Vol.: 465, Pages: 1052-1056
DOI: 10.1038/nature09081




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