O entrelaçamento quântico é um dos fenômenos mais intrigantes da física moderna. Ele permite que duas partículas compartilhem um mesmo estado quântico, permanecendo correlacionadas mesmo quando estão separadas por grandes distâncias. Embora isso não permita transmitir informações mais rápido que a luz, torna possível conectar qubits para que funcionem como partes de um único sistema.
Agora, cientistas do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria conseguiram demonstrar experimentalmente uma teoria proposta há mais de 20 anos. O estudo mostra que é possível manter dois qubits entrelaçados de forma estável sem a necessidade de monitoramento constante, um avanço que pode facilitar o desenvolvimento de computadores quânticos modulares e mais escaláveis.
Um “banho quântico” mantém os qubits sincronizados
Nos computadores convencionais, a informação é armazenada em bits que assumem os valores 0 ou 1. Já os qubits podem existir em uma superposição desses estados enquanto não são medidos, característica que dá origem ao enorme potencial da computação quântica.
O grande desafio é que os qubits são extremamente sensíveis. Qualquer interferência do ambiente pode destruir seu estado quântico, comprometendo os cálculos.
Manter qubits separados conectados torna a tarefa ainda mais complexa. Atualmente, isso costuma ser feito por meio de fótons ou de sinais cuidadosamente programados, métodos que exigem ajustes constantes e diversas medições para garantir o entrelaçamento.
A nova abordagem elimina parte dessa complexidade ao utilizar o chamado “banho quântico”. Apesar do nome, não se trata de um líquido, mas de um fluxo contínuo de fótons de micro-ondas que cria um ambiente compartilhado para os dois qubits.
Em vez de controlar cada etapa do processo com pulsos programados, esse ambiente faz com que os qubits evoluam naturalmente para um estado de entrelaçamento estável.
Primeiro teste utilizou qubits separados por meio metro
No experimento, os pesquisadores conectaram dois qubits supercondutores separados por aproximadamente 50 centímetros de cabo.
Embora a distância seja relativamente pequena, o princípio pode ser aplicado a conexões muito maiores. Segundo os cientistas, uma única fonte de fótons poderá, no futuro, manter diversos pares de qubits entrelaçados simultaneamente.
Essa possibilidade é considerada essencial para construir computadores quânticos modulares, nos quais diferentes processadores trabalham em conjunto em vez de concentrar todos os qubits em um único equipamento.
A estratégia também segue a mesma linha de outras pesquisas voltadas para redes quânticas e para a teleportação de informação quântica, cujo objetivo é compartilhar estados quânticos entre diferentes pontos de uma rede.
A teoria foi confirmada, mas ainda há limitações
Uma das maiores vantagens do novo método é que o entrelaçamento permanece disponível por mais tempo do que o período em que cada qubit normalmente conseguiria preservar seu estado quântico.
Isso significa que os pesquisadores podem utilizar essa conexão quando necessário, sem precisar recriá-la continuamente.
Para confirmar o funcionamento da técnica, a equipe aplicou pulsos de micro-ondas com duração entre 20 e 80 nanossegundos e reconstruiu o estado quântico dos qubits após inúmeras medições.
Os resultados representam a primeira confirmação experimental da teoria proposta há cerca de duas décadas sob condições ideais.
Eficiência ainda precisa melhorar
Apesar do sucesso, os pesquisadores reconhecem que a tecnologia ainda está longe de ser utilizada em computadores quânticos comerciais.
O experimento conseguiu transferir apenas cerca de 10% do entrelaçamento disponível na fonte de fótons. Métodos baseados em controle ativo continuam sendo mais eficientes atualmente.
Ainda assim, a importância do trabalho está em demonstrar uma solução automática, relativamente simples e com potencial para ser ampliada em sistemas maiores.
Um passo rumo à computação quântica do futuro
A estabilidade dos qubits continua sendo um dos maiores desafios enfrentados pela indústria da computação quântica.
Empresas como a Microsoft já afirmaram que novas arquiteturas poderão acelerar a chegada de computadores quânticos comercialmente úteis, embora muitos especialistas considerem essas previsões otimistas.
Mesmo assim, o novo experimento reforça uma das estratégias mais promissoras para o futuro: conectar diversos processadores quânticos em uma arquitetura modular, permitindo que compartilhem recursos quânticos de forma estável.
Embora ainda estejamos longe de ver computadores quânticos pessoais, avanços como este aproximam aplicações capazes de revolucionar áreas como descoberta de novos materiais, desenvolvimento de medicamentos, otimização logística e simulações científicas extremamente complexas.
[ Fonte: La Razón ]
