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Aqui está o que você aprenderá lendo esta história:
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Para que a futura Internet quântica funcione, os cientistas precisam aperfeiçoar um amplificador quântico que possa transmitir informações a distâncias mais longas.
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O novo estudo fornece informações sobre esta tecnologia, pois dois fótons produzidos a partir de pontos quânticos transmitem (ou teletransportam) informações entre si.
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Isso só foi possível graças à capacidade dos cientistas de criar fótons com cores e perfis de tempo muito semelhantes, enquanto usavam conversores de frequência para ajustar as frequências entre os fótons.
De todas as tecnologias fascinantes que permeiam Jornada nas Estrelas universo, o teletransportador é provavelmente uma das ideias mais alucinantes. O pesadelo da Nave de Teseu, em que os átomos que constituem o nosso ser são aniquilados e depois remontados em algum lugar distante, o teletransporte proporciona muita angústia filosófica e está tecnologicamente fora de alcance.
Embora seja impossível (pelo menos no século 21)rua século) para recriar sete bilhões de bilhões bilhão átomos que compõem o corpo humano, o teletransporte para o reino quântico é muito mais fácil – embora não seja de forma alguma possível fácil. Em um novo estudo publicado na revista Comunicação da naturezaUma equipe de cientistas da Universidade de Stuttgart, da Universidade de Saarland e do Instituto Leibniz de Pesquisa de Estado Sólido e Materiais em Dresden (IFW Dresden) conseguiu transferir informações quânticas entre dois fótons de fontes de luz distantes geradas a partir de pontos quânticos. Embora este não seja o primeiro teletransporte quântico já alcançado (este “primeiro no mundo” tem mais do que alguns modificadores anexados), é um passo importante na construção de amplificadores quânticos que servirão como nós de uma futura Internet quântica.
Assim como os dados digitais, a informação quântica codifica zeros e uns, mas com base na polarização dos fótons. Como os fótons obedecem às regras da mecânica quântica, a polarização de um fóton não pode ser lida sem deixar rastros, portanto uma Internet quântica seria inerentemente segura. Cientistas eles provaram que uma futura Internet quântica poderia realmente funcionar nas redes de fibra óptica existentes (afinal, é apenas luz), mas há um problema: a informação quântica não pode ser amplificada usando amplificadores regulares porque isso destruiria o estado quântico. Em vez disso, os cientistas tiveram que aperfeiçoar uma solução alternativa, e é aí que o teletransporte quântico entra em ação.
“Pela primeira vez no mundo, conseguimos transferir informações quânticas entre fótons provenientes de dois pontos quânticos diferentes”, disse Peter Michler, coautor do estudo da Universidade de Stuttgart, em comunicado à imprensa. “Transmitir informações quânticas entre fótons de diferentes pontos quânticos é um passo fundamental para cobrir distâncias mais longas.”
Um dos desafios técnicos mais difíceis neste estudo foi criar fótons indistinguíveis uns dos outros, o que significa que tinham o mesmo perfil de tempo e cor. Isto é extremamente difícil quando os fótons vêm de diferentes fontes de luz, como foi o caso neste estudo.
“Os quanta de luz de diferentes pontos quânticos nunca foram teletransportados antes porque é muito difícil”, disse Tim Strobel, principal autor do estudo da Universidade de Stuttgart, em comunicado à imprensa. “Existem alguns níveis de energia constantes nestas ilhas semicondutoras, tal como num átomo.”
De acordo com Strobel, o IFW Dresden desenvolveu a capacidade de criar pontos quânticos com diferenças mínimas, o que significa que podem produzir fótons notavelmente semelhantes entre si. Um ponto quântico gera um único fóton e o outro cria um par de fótons.
A chave para o teletransporte das duas partículas eram os conversores de frequência que ajustavam as diferenças de frequência entre os dois fótons. Embora a taxa de sucesso do teletransporte esteja atualmente em torno de 70 por cento, os autores esperam que melhorias futuras melhorem este número, ao mesmo tempo que continuam a reduzir as diferenças entre os dois fótons. “Queremos reduzir isso melhorando as técnicas de fabricação de semicondutores”, disse Strobel em comunicado à imprensa.
Os amplificadores quânticos têm sido um formidável obstáculo de engenharia que nos separa de uma futura Internet quântica, mas com o teletransporte aprimorado esse obstáculo parece cada vez menos assustador.
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