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Um novo estudo da Universidade de Harvard e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (ambos nos EUA) resolveu o elo que faltava para termos uma internet qu\u00e2ntica funcional e pr\u00e1tica: uma forma de corrigir os sinais perdidos.<\/p>\nUm novo estudo da Universidade de Harvard e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (ambos nos EUA) resolveu o elo que faltava para termos uma internet qu\u00e2ntica funcional e pr\u00e1tica: uma forma de corrigir os sinais perdidos.<\/p>\n
Pesquisadores tentam criar uma rede qu\u00e2ntica h\u00e1 mais de vinte anos. At\u00e9 hoje, a maior dificuldade tem sido enviar sinais qu\u00e2nticos por grandes dist\u00e2ncias sem perda.<\/p>\n
<\/span>O que os cientistas americanos realizaram foi encontrar uma maneira de corrigir essa perda de sinal com um prot\u00f3tipo de \u201cn\u00f3 qu\u00e2ntico\u201d que pode capturar, armazenar e emaranhar bits de informa\u00e7\u00f5es qu\u00e2nticas.<\/span><\/p>\n \u201cEsta demonstra\u00e7\u00e3o \u00e9 uma inova\u00e7\u00e3o conceitual que pode estender o maior alcance poss\u00edvel de redes qu\u00e2nticas e potencialmente possibilitar muitas novas aplica\u00e7\u00f5es de uma maneira que \u00e9 imposs\u00edvel com qualquer tecnologia existente\u201d, explicou Mikhail Lukin, um dos autores da pesquisa.<\/p>\n Do primeiro tel\u00e9grafo at\u00e9 a internet de fibra \u00f3tica atual, toda tecnologia da comunica\u00e7\u00e3o precisou lidar com o fato de que os sinais se degradam e s\u00e3o perdidos quando transmitidos a longas dist\u00e2ncias. \u00c9 por isso que os repetidores foram inventados, l\u00e1\u00e1\u00e1\u00e1 na metade dos anos 1800.<\/p>\n Duzentos anos se passaram, e ainda usamos esta t\u00e9cnica na nossa infraestrutura de comunica\u00e7\u00e3o de longa dist\u00e2ncia para amplificar e corrigir erros.<\/p>\n Por exemplo, em uma rede cl\u00e1ssica, se Jo\u00e3o quer enviar uma mensagem para Maria, essa mensagem viaja em uma linha mais ou menos reta, passando por repetidores, onde \u00e9 lida, amplificada e corrigida. Esse processo \u00e9, infelizmente, vulner\u00e1vel a ataques.<\/p>\n No caso de uma rede qu\u00e2ntica, s\u00e3o utilizadas part\u00edculas de luz \u2013 f\u00f3tons \u2013 entrela\u00e7adas (ou emaranhadas) para se enviar uma mensagem. O emaranhamento qu\u00e2ntico permite que bits de informa\u00e7\u00e3o sejam correlacionados perfeitamente entre dois pontos distantes. Uma vez que eles n\u00e3o podem ser observados sem mudar sua natureza, mensagens entrela\u00e7adas s\u00e3o totalmente seguras, ou seja, n\u00e3o podem ser hackeadas.<\/span><\/span><\/p>\n Acontece que a comunica\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica, tanto quanto a cl\u00e1ssica, tamb\u00e9m \u00e9 afetada pela perda convencional de f\u00f3tons. O que a torna ultra segura, no entanto, \u00e9 o mesmo motivo pelo qual n\u00e3o podemos usar repetidores para consertar essa perda de informa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n A solu\u00e7\u00e3o \u00e9 o que os pesquisadores chamam de \u201crepetidor qu\u00e2ntico\u201d. Ao contr\u00e1rio do cl\u00e1ssico, que repete um sinal atrav\u00e9s de uma rede existente, o qu\u00e2ntico cria uma nova rede de part\u00edculas entrela\u00e7adas para retransmitir a mensagem.<\/span><\/p>\n A cada est\u00e1gio desta rede qu\u00e2ntica, um repetidor deve ser capaz de capturar e processar bits de informa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica para corrigir erros, armazenando-os por tempo suficiente para que o resto da rede fique pronto.<\/p>\n <\/span>Aqui, entram dois grandes problemas: f\u00f3tons s\u00e3o superdif\u00edceis de capturar, e a informa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica \u00e9 muito fr\u00e1gil e complicada de armazenar.<\/p>\n Para contornar essas dificuldades, os cientistas do novo estudo t\u00eam trabalhado em um sistema que possa executar bem essas duas tarefas: centros de cor em diamantes.<\/p>\n Esses \u201ccentros\u201d s\u00e3o pequenos \u201cdefeitos\u201d na estrutura at\u00f4mica de um diamante que podem absorver e irradiar luz, dando origem \u00e0s cores brilhantes da joia preciosa.<\/p>\n Os pesquisadores integraram tal centro em um diamante nanofabricado, que confina os f\u00f3tons, for\u00e7ando-os a interagir com ele.<\/span><\/p>\n Em seguida, colocaram o dispositivo em um refrigerador de dilui\u00e7\u00e3o, que atinge temperaturas pr\u00f3ximas ao zero absoluto, e enviaram f\u00f3tons individuais atrav\u00e9s de cabos de fibra \u00f3tica para o refrigerador, onde foram capturados e presos com efici\u00eancia pelo centro de cor.<\/p>\n \u201cNos \u00faltimos anos, nossos laborat\u00f3rios t\u00eam trabalhado para entender e controlar os centros de cores, principalmente como us\u00e1-los como dispositivos de mem\u00f3ria qu\u00e2ntica para f\u00f3tons individuais\u201d, disse Mihir Bhaskar, outro autor do novo estudo.<\/span><\/p>\n <\/span>O dispositivo pode armazenar informa\u00e7\u00f5es qu\u00e2nticas por milissegundos, o que \u00e9 tempo suficiente para que sejam transportadas por milhares de quil\u00f4metros.<\/p>\n Eletrodos ao redor do diamante foram utilizados para fornecer sinais de controle para processar e preservar as informa\u00e7\u00f5es armazenadas na mem\u00f3ria.<\/p>\n \u201cEste dispositivo combina os tr\u00eas elementos mais importantes de um repetidor qu\u00e2ntico \u2013 mem\u00f3ria longa, a capacidade de capturar informa\u00e7\u00f5es de f\u00f3tons com efici\u00eancia, e a capacidade de process\u00e1-las localmente. Cada um desses desafios havia sido resolvido separadamente, mas nenhum dispositivo [at\u00e9 hoje] tinha combinado os tr\u00eas\u201d, afirmou outro membro da pesquisa, Bart Machielse.<\/span><\/p>\n A internet qu\u00e2ntica tem diversas aplica\u00e7\u00f5es interessantes: pode ser usada para enviar mensagens \u00e0 prova de hacking, melhorar a precis\u00e3o do GPS e permitir computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica baseada em nuvem.<\/span><\/p>\n A nova pesquisa representa a primeira demonstra\u00e7\u00e3o em n\u00edvel de sistema de grandes avan\u00e7os em nanofabrica\u00e7\u00e3o, fot\u00f4nica e controle qu\u00e2ntico que podem tornar essa tecnologia real, demonstrando a vantagem qu\u00e2ntica na comunica\u00e7\u00e3o de informa\u00e7\u00f5es.<\/p>\n \u201cAtualmente, estamos trabalhando para estender essa pesquisa implantando nossas mem\u00f3rias qu\u00e2nticas em links de fibra \u00f3tica urbanos reais. Planejamos criar grandes redes de mem\u00f3rias qu\u00e2nticas emaranhadas e explorar as primeiras aplica\u00e7\u00f5es da internet qu\u00e2ntica\u201d, concluiu ainda outro pesquisador do estudo, Ralf Riedinger.<\/p>\n<\/span>Mensagens cl\u00e1ssicas versus mensagens qu\u00e2nticas<\/h2>\n
Como amplificar e corrigir um sinal qu\u00e2ntico, se n\u00e3o podemos l\u00ea-lo?<\/h2>\n
<\/span>Oi?! O que \u00e9 isso?<\/h2>\n
Armazenamento<\/h2>\n
Testando no mundo real<\/h2>\n