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Emaranhamento quântico - mecânica quânticaum fenômeno no qual os estados quânticos de dois ou mais objetos são interdependentes. Isso significa que em uma rede quântica, os qubits estacionários da rede estão emaranhados em um canal de comunicação, que geralmente consiste em fótons (partículas de luz). Pela primeira vez, físicos da Universidade de Bonn demonstraram o emaranhado quântico entre um qubit estacionário (um sistema quântico de dois estados) e um fóton diretamente acoplado a uma fibra óptica (um fóton ressonador de fibra óptica). Os resultados do estudo são publicados pela revista.npj Quantum Information.
Os sistemas quânticos são parte da tecnologia do futuro.Quando portadores de informação quântica (nós quânticos) são interconectados por canais quânticos, uma rede quântica é formada. Desde 2009, cientistas da Universidade de Bonn trabalham na implementação de um nó de rede quântica, no qual um íon separado na forma de um qubit de memória é conectado a um ressonador óptico como uma interface entre a luz e a matéria.
No entanto, para a distribuição de informações quânticas emredes qubits de rede estacionários devem ser conectados a um canal de comunicação. O problema é que um estado quântico não pode ser copiado e transmitido da maneira clássica. Como canal de comunicação, costuma-se usar fótons, que são difíceis de armazenar, mas permitem que as informações sejam transmitidas rapidamente. A implementação de interfaces eficientes entre fótons e qubits estacionários é crítica para a taxa de transferência de informações e escalabilidade de uma rede quântica.
Em sua configuração experimental, os cientistaspercebeu uma interface especial entre luz e matéria. Para fazer isso, os físicos usaram um ressonador óptico composto por dois espelhos opostos nas extremidades de dois guias de luz. Os cientistas também removeram parte da fibra óptica usando um pulso de laser e depois revestiram suas extremidades com um revestimento reflexivo.
O design e a combinação de tal ressonador comum é um problema experimental. As fibras e o íon devem ser posicionados com uma precisão relativa de cerca de um micrômetro entre si. No entanto, um pequeno volume da cavidade aumenta a interação da luz com a matéria. Isso fornece alta largura de banda para distribuição de informações quânticas pela rede. Outra vantagem é que a cavidade da fibra resulta no acoplamento interno dos fótons às fibras ópticas. Isso simplifica muito sua distribuição na web.
Com sua configuração experimentalos cientistas foram os primeiros a demonstrar o emaranhamento quântico entre um qubit estacionário e um fóton em um ressonador de fibra óptica. Eles notaram que mesmo a uma distância de um metro e meio, um único íon e um fóton compartilhavam um estado quântico emaranhado comum.
Os resultados da pesquisa serão úteis emcomputação quântica distribuída. Os físicos planejam desenvolver ainda mais seu sistema, por exemplo, melhorando a estabilidade da interface luz-matéria e usando um dispositivo para distribuição de chaves quânticas.
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Um qubit é uma descarga quântica, ou o menor elemento para armazenar informações em um computador quântico.