Progressos no emaranhamento de átomos podem levar à computação quântica

Um grupo de físicos da Universidade de Michigan, em Ann Harbor, nos EUA, emaranhou remotamente dois iões atómicos individuais, confinados por campos eléctricos em caixas diferentes e separados à distância de um metro.

Nesta experiência, os cientistas usaram dois átomos de itérbio como bits quânticos (qubits), armazenando informação nas suas configurações electrónicas. Os átomos foram então excitados até um nível de energia superior, usando um laser. Ao regressar a um de dois possíveis estados de energia inferior, cada átomo emitiu um fotão, cuja frequência identifica o novo estado do átomo emissor. Estes fotões são capturados e conduzidos através de fibras ópticas até se encontrarem, sendo então detectados e medidas as suas frequências. Se os átomos se encontrarem em estados diferentes, existem duas possibilidades (átomo A no estado x e B no estado y ou vice-versa). Uma vez que nessa altura é impossível distinguir de que átomo proveio cada fotão, a função de onda do sistema é uma sobreposição dessas duas possibilidades. Diz-se que os dois átomos estão emaranhados.
O emaranhamento é uma propriedade característica da mecânica quântica. Quando dois qubits estão emaranhados, o valor de um qubit é revelado sempre que se mede o valor do outro. Esta propriedade está na base da proposta dos computadores quânticos, que poderão realizar tarefas impossíveis com computadores convencionais, tornando a actual encriptação de dados obsoleta e substituindo-a por uma encriptação quântica, muito mais segura.
O resultado mais notável nesta experiência é a distância a que se conseguiu obter átomos emaranhados. Até então, nunca se conseguira emaranhar átomos isolados a distâncias macroscópicas. Para se construírem redes de computadores quânticos, há que emaranhar memórias de qubits remotas.
A investigação foi conduzida por Chris Monroe e publicada na edição de 6 de Setembro da revista Nature.

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Publicado/editado: 29/11/2007