Físicos criam novo método para provar entrelaçamento quântico

Por , em 1.07.2019

Uma das características fundamentais para o funcionamento de um computador quântico é o entrelaçamento quântico. Uma nova e eficaz técnica de detecção de emaranhamentos em grandes sistemas acaba de ser anunciada por físicos da Universidade de Viena (Áustria), da Academia Austríaca de Ciências e da Universidade de Belgrado (Sérvia).

Os novos resultados vão afetar diretamente os futuros computadores quânticos, e o trabalho foi publicado na revista Nature Physics.

Computadores quânticos podem ser usados pela indústria farmacêutica para desenvolver novos medicamentos, serviços de aplicações financeiras e na inteligência artificial, entre outros cálculos extremamente complexos que não podem ser feitos por computadores convencionais.

Mas para isso, o computador quântico precisa do emaranhamento quântico. Isso descreve o efeito em que várias partículas quânticas estão interconectadas de forma complexa. Se uma das partículas dos emaranhamentos for influenciada por uma medição externa, o estado da outra partícula emaranhada também muda, independentemente de quão longe elas estão.

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Verificação de emaranhados

Vários pesquisadores estão desenvolvendo novas técnicas para verificar a presença dessa característica quântica em sistemas quânticos. Formas eficientes têm sido testadas em sistemas que contêm apenas alguns qubits, uma unidade básica de informação quântica.  

Mas computadores quânticos ideais precisam de sistemas quânticos muito maiores, e os métodos de verificação atuais consomem muito tempo e precisam de muitas repetições experimentais.

Para solucionar este problema, os físicos das três instituições demonstraram com sucesso que a verificação de emaranhados pode ser feita de forma surpreendentemente eficiente e rápida.

Para testar o novo método, eles produziram um sistema quântico composto por seis fótons emaranhados. Os resultados mostram que poucas repetições experimentais foram necessárias para confirmar a presença de um emaranhado. O nível de confiança desses resultados é altíssima: 99,99%.

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Como este método funciona?

O método verificável pode ser compreendido da seguinte forma: depois que um sistema quântico foi gerado em laboratório, os cientistas cuidadosamente escolhem medições quânticas que são aplicadas ao sistema. Esses resultados podem confirmar ou negar a presença de um emaranhado.

“É de certa forma semelhante a fazer perguntas de sim-ou-não para o sistema quântico e anotar as respostas dadas. Quanto mais positivas as respostas são, maior a probabilidade de o sistema exibir emaranhamento”, diz Valéria Saggio, a autora principal do trabalho.

Surpreendentemente, a quantidade de perguntas e respostas necessárias é extremamente baixa. A nova técnica prova ser extremamente mais eficiente do que os métodos existentes atualmente.

Além disso, em alguns casos o número de perguntas necessárias é até independente do tamanho do sistema, confirmando portanto o poder do novo método para experimentos quânticos futuros.

Esse tipo de avanço tecnológico certamente contribuirá para o progresso de tecnologias quânticas. [Phys.org]

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