Pesquisadores conseguem teletransporte quântico sustentável e preciso
O teletransporte quântico de um qubit é realizado por meio do emaranhamento quântico, no qual duas ou mais partículas estão inextricavelmente ligadas entre si.
A Quantum Internet - uma rede na qual as informações armazenadas em qubits são transmitidas por longas distâncias por meio do emaranhamento - transformará os campos de armazenamento de dados, medição e computação de precisão, inaugurando uma nova era de comunicação.
Os pesquisadores recentemente deram um passo significativo para a criação de uma Internet quântica.
Em um artigo publicado na PRX Quantum, eles demonstram pela primeira vez o teletransporte sustentável de longo alcance de qubits compostos de fótons (partículas de luz) com uma precisão de mais de 90%.
Os qubits foram teletransportados por uma rede de fibra óptica de 44 km usando detectores de fóton único de última geração e equipamentos padrão.
“Estamos muito satisfeitos com esses resultados”, disse o cientista do Fermilab Panayotis Spenzuris, chefe do programa de ciência quântica do Fermilab e um dos co-autores do artigo. "Este é um avanço importante no caminho para a criação de tecnologia que mudará a maneira como pensamos sobre as comunicações globais."
O teletransporte quântico é a transferência de estados quânticos de um lugar para outro. O teletransporte quântico de um qubit é realizado por meio do emaranhamento quântico, no qual duas ou mais partículas estão inextricavelmente ligadas entre si. Se um par de partículas emaranhadas é dividido entre dois locais separados, independentemente da distância entre eles, a informação codificada é teletransportada.
Uma equipe colaborativa - pesquisadores do Fermilab, AT&T, Instituto de Tecnologia da Califórnia, Universidade de Harvard, Laboratório de Propulsão a Jato da NASA e da Universidade de Calgary - teletransportou qubits para dois sistemas: a rede quântica Caltech e a rede quântica Fermilab.
Os sistemas foram projetados, construídos, comissionados e implantados como parte do programa de pesquisa público-privada da Caltech em Tecnologia e Redes Quantum Inteligentes, ou IN-Q-NET.
“Estamos muito orgulhosos de ter alcançado este marco na criação de sistemas de teletransporte quânticos robustos, de alto desempenho e escaláveis”, afirmam. "Os resultados serão melhorados por meio de atualizações do sistema, que esperamos estar concluídas no segundo trimestre de 2021."
As redes do Caltech e do Fermilab, que fornecem processamento quase autônomo, são compatíveis tanto com a infraestrutura de telecomunicações existente quanto com os novos dispositivos de armazenamento e processamento quântico. Os pesquisadores estão usando-os para melhorar a precisão e velocidade da distribuição de emaranhamento, com foco em protocolos de comunicação quântica complexos e ciência básica.
“Com esta demonstração, estamos começando a lançar as bases para a construção de uma rede quântica urbana na área de Chicago”, disse Spenzouris.
A rede da área de Chicago, chamada de rede quântica Illinois Express, é desenvolvida pelo Fermilab em colaboração com o Argonne National Laboratory, o California Institute of Technology, a Northwestern University e parceiros da indústria.
“Este feito é uma prova do sucesso da colaboração entre disciplinas e instituições da qual depende muito de tudo o que fazemos na ciência”, disse Joe Lycken, vice-diretor de pesquisa do Fermilab. "Agradeço à equipe IN-Q-NET e aos nossos parceiros na academia e na indústria por esta conquista de teletransporte quântico inédita."