A teletransportação quântica parece algo retirado diretamente da ficção científica. Mas, ao contrário do que acontece nos filmes, ela não transporta pessoas ou objetos de um lugar para outro. O processo transfere o estado quântico de um sistema para outro distante usando um fenômeno chamado entrelaçamento quântico.
Agora, físicos liderados por Jietai Jing, da Universidade Normal do Leste da China, alcançaram um novo marco: realizaram a teletransportação quântica simultaneamente através de 100 canais. Os resultados foram publicados na revista Physical Review Letters.
100 canais quânticos funcionando ao mesmo tempo
O avanço é importante porque as futuras redes quânticas não dependerão apenas de transmitir informações por distâncias cada vez maiores. Elas também precisarão transportar grandes quantidades de dados simultaneamente.
Até agora, muitos experimentos de teletransportação quântica trabalhavam com apenas um canal ou com um número relativamente pequeno de canais multiplexados.
Para superar essa limitação, os pesquisadores utilizaram 100 modos especiais de luz, organizados em uma matriz de 10 por 10. Cada um podia ser controlado de forma independente e funcionava, na prática, como um canal quântico separado.
A equipe também criou uma estrutura equivalente de luz entrelaçada e desenvolveu um sistema totalmente óptico capaz de processar os 100 canais ao mesmo tempo.
Isso é especialmente importante porque elimina a necessidade de construir um sistema eletrônico independente para cada canal. Em uma futura rede com centenas ou milhares de conexões simultâneas, essa simplificação pode fazer uma enorme diferença.
Cientistas usaram uma letra “Q” para demonstrar o experimento
Para tornar o resultado mais fácil de visualizar, os pesquisadores utilizaram uma imagem da letra “Q”.
Mas existe um detalhe importante: a imagem propriamente dita não foi teletransportada.
As informações foram codificadas em uma matriz formada pelos 100 modos ópticos, na qual cada modo podia ser interpretado como um pixel. O que realmente foi transferido foram os estados quânticos da luz presentes nesses modos, definidos por características como amplitude e fase.
Depois de reconstruir os estados no receptor, os pesquisadores conseguiram recuperar o padrão correspondente à letra “Q”.
O experimento, portanto, não representa uma forma de fazer uma imagem desaparecer fisicamente de um lugar e reaparecer em outro. Trata-se da transferência das informações quânticas necessárias para reconstruir aquele estado no destino.
A fidelidade chegou a 0,60 nos 100 canais
Um dos principais desafios era verificar o quanto os estados quânticos recebidos correspondiam aos originais.
Para isso, os cientistas utilizaram uma medida conhecida como fidelidade. Ela varia entre zero e um: quanto mais próximo de um, maior a correspondência entre o estado original e aquele reconstruído no destino.
No experimento, a fidelidade chegou a 0,60.
O número pode parecer relativamente baixo à primeira vista, mas supera o limite de aproximadamente 0,52 considerado referência para esse tipo de transmissão sem o uso do entrelaçamento quântico.
Mais importante ainda: os pesquisadores conseguiram superar esse limite em todos os 100 canais utilizados simultaneamente.
O resultado mostra que aumentar a capacidade de uma rede quântica não necessariamente exige a construção de dezenas ou centenas de sistemas independentes e cada vez mais difíceis de controlar.
O próximo desafio é aumentar ainda mais a capacidade
A teletransportação quântica já foi demonstrada anteriormente usando diferentes tecnologias, incluindo fótons, átomos e qubits de estado sólido.
Experimentos também conseguiram realizar o processo a distâncias superiores a 100 quilômetros, inclusive por meio de conexões envolvendo satélites e estações terrestres.
O novo trabalho aborda outro problema fundamental para a criação de redes quânticas em grande escala: a largura de banda.
Ainda existem limitações. O tamanho da matriz de 10 por 10 foi condicionado principalmente pela potência do laser utilizado no experimento, de aproximadamente um watt.
Segundo os pesquisadores, fontes mais potentes poderiam aumentar o número de modos espaciais e, consequentemente, permitir que ainda mais canais funcionassem simultaneamente.
O desafio será fazer isso sem perder a precisão necessária para preservar os delicados estados quânticos transmitidos.
Por enquanto, os físicos conseguiram reconstruir uma simples letra “Q”. Mas o verdadeiro avanço está por trás da imagem: a demonstração de uma arquitetura capaz de transportar muito mais informação quântica simultaneamente.
Se essa tecnologia continuar avançando, ela poderá ajudar no desenvolvimento de futuras redes capazes de conectar computadores e dispositivos quânticos — uma das peças necessárias para transformar a ideia de uma internet quântica em realidade.
[ Fonte: La Razón ]
