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Pela primeira vez, um fóton foi teleportado de um chip para outro

O experimento foi conduzido por especialistas da Universidade de Bristol. As novas tecnologias contribuirão para o desenvolvimento de computadores quânticos em circuitos de silício. Contamos como o sistema deles é organizado. Também consideramos vários projetos de terceiros relacionados ao teletransporte quântico.


Foto - Steve Jurvetson - CC BY / Foto modificada

Qual é a essência da tecnologia


O teletransporte quântico é um processo que envolve a transferência de um estado quântico para uma distância usando fótons emaranhados. Eles são destruídos no ponto de partida e recriados no ponto de recepção. No futuro, esse recurso pode ser usado para transmitir informações.

A primeira transferência de partículas dentro de um único chip de silício - por 6 mm - foi realizada por um grupo de físicos da Escola Técnica Suíça Superior de Zurique (ETH Zurique) em 2013.

Mas, no final do ano passado, seus colegas de Bristol aprimoraram a tecnologia e foram os primeiros no mundo a teleportar um fóton entre microcircuitos. Essa conquista é mais um passo em direção ao desenvolvimento de redes quânticas e computadores com chip de silício.

Como funciona


Ele é construído sobre fontes de fótons não lineares e circuitos quânticos lineares. Os físicos usavam transmissores e receptores em miniatura com tamanho não superior a cinco milímetros.

O processo de teletransporte ocorre em várias etapas:

  • A fonte gera dois pares de fótons emaranhados.
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Especialistas da Universidade de Bristol também realizaram um experimento com quatro fontes e demonstraram o estado de Greenberger - Horne - Zellinger ( p . 3 ). É caracterizado por um entrelaçamento quântico de um sistema de pelo menos três qubits.

O grau de coincidência dos estados quânticos durante a transferência de chip para chip foi de 88,5%. A figura é comparável ao mesmo indicador para teletransporte em um único chip ( página 4 ). Essa precisão é suficiente para transmitir informações com eficiência através de canais de fibra óptica. Mas para a implementação de um computador quântico tolerante a falhas, esse parâmetro deve atingir a barra de 99%. Uma equipe de físicos observa que eles continuarão a pesquisar nessa direção.

Outras experiências


No verão passado, os engenheiros da Universidade Estadual de Yokohama no Japão fizeram um teletransporte de partículas de luz dentro do diamante. Usando micro e ondas de rádio, os pesquisadores ligaram o spin do elétron ao spin nuclear do carbono. Em seguida, um fóton foi introduzido no sistema - o elétron o absorveu imediatamente e transmitiu informações sobre ele para a segunda partícula. De fato, os engenheiros conseguiram formar um repetidor quântico em miniatura para redes de varredura.

Em agosto de 2019, os cientistas chineses teletransportaram com sucesso o Qutrit , uma célula com três estados possíveis. Para isso, montaram um complexo sistema óptico de lasers, separadores de feixe e cristais de borato de bário. Na mesma época, um experimento semelhante foi conduzidoUma equipe internacional de pesquisadores liderada pelo físico austríaco Anton Zeilinger (Anton Zeilinger).


Fotos - Donald Giannatti - Unsplash


Vários especialistas estão se desenvolvendo relacionados ao teletransporte de fótons no espaço. Um dos primeiros em 2016 como um satélite lançou a China. Usando um laser, ele transmitiu um qubit a uma distância de 1.200 quilômetros - da órbita a uma estação receptora no Tibete.

Tais tecnologias preparam o caminho para a implantação de redes quânticas globais. Talvez no futuro próximo eles nos permitam combinar computadores familiares com máquinas quânticas baseadas em componentes de silício.

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