Demonstração de repetidor quântico dá impulso para internet quântica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/05/2023

Para transmitir informações quânticas por longas distâncias, são necessários repetidores capazes de transferir o entrelaçamento de um sinal fraco para outro mais forte.
[Imagem: Universität Innsbruck/Harald Ritsch]

Repetidor quântico

Pesquisadores austríacos construíram um repetidor quântico que garantiu a transferência de informação quântica através de uma fibra óptica de 50 quilômetros de comprimento, com o repetidor quântico colocado exatamente no meio do caminho entre o ponto inicial e o ponto final.

Os dados coletados durante este teste inicial também permitiram calcular quais melhorias no projeto são necessárias para possibilitar a transmissão dos mesmos dados por mais de 800 quilômetros, viabilizando uma rede quântica de larga escala e abrindo caminho para a internet quântica.

Mesmo nas redes atuais, por fibras ópticas, e nas antigas, de fios de cobre, os repetidores - também conhecidos como hubs - são elementos essenciais para amplificar os sinais conforme eles se degradam através do meio pelo qual trafegam.

O problema é que uma informação quântica não pode ser simplesmente copiada ou transferida para um sinal mais forte porque o processo de cópia causa perda da propriedade essencial do entrelaçamento.

Assim, um repetidor quântico é um dispositivo mais complexo, devendo ser capaz de criar o entrelaçamento em links de rede independentes. Para isso, eles devem receber o fóton entrelaçado que chega, realizar uma operação chamada troca de entrelaçamento, e finalmente enviar o fóton mais forte pelo trecho seguinte.

A equipe conseguiu fazer isto de forma eficiente usando dois íons de cálcio capturados em uma armadilha de íons dentro de um ressonador óptico. O sistema também executa a necessária conversão dos fótons únicos, recém entrelaçados, para o comprimento de onda das telecomunicações.

Os pesquisadores já estão trabalhando nas otimizações que se mostraram necessárias, e esperam em breve testar uma rede quântica capaz de interligar as cidades de Innsbruck e Viena, separadas por cerca de 500 km.

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