Uma teoria de Quantum Entanglement proposta há mais de duas décadas foi finalmente demonstrada experimentalmente, oferecendo uma nova maneira de criar conexões estáveis entre Qubits distantes sem controle ativo e medições contínuas.
Físicos do Institute of Science and Technology Austria (ISTA), junto com pesquisadores da Technical University of Munich, demonstraram Distributed Quantum Entanglement totalmente autônomo usando um “Quantum Bath” de partículas de luz correlacionadas.
O experimento representa uma Proof-of-Concept importante para futuras arquiteturas modulares de Quantum Computing.
O estudo foi publicado na Physical Review X.
Por que Quantum Entanglement importa
Quantum Entanglement descreve correlações entre partículas quânticas que a física clássica não consegue explicar.
Albert Einstein chamou o fenômeno de “spooky action at a distance”.
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Qubits são as unidades fundamentais de informação dos Quantum Computers e podem existir em Quantum Superposition.
Entanglement é essencial para Quantum Computing e Quantum Communication.
Métodos tradicionais exigem controle
Abordagens tradicionais dependem de operações e medições repetidas.
Um Photon pode ser controlado entre dois Qubits, ou cada Qubit pode emitir um Photon antes de uma medição.
A nova abordagem procura tornar o processo autônomo.
Quantum Bath conecta Qubits
O sistema utiliza Microwave Photons correlacionados.
Os Qubits interagem com radiação de micro-ondas correlacionada de baixa energia.
Esse ambiente conduz os Qubits ao Entangled State e mantém sua estabilidade.
Separação de 50 centímetros
No experimento, os Qubits estavam separados por aproximadamente 50 centímetros, ou 20 polegadas, de cabo.
O princípio não está limitado a essa distância.
Uma única Correlated Photon Source também poderia produzir vários Entangled Pairs.
Entanglement estável
O sistema cria Stationary Entanglement e conduz continuamente os Qubits de volta ao estado desejado.
Isso mantém o recurso disponível para Quantum Processing posterior.
Verificação dos Qubits
Os pesquisadores utilizaram Microwave Pulses de bilionésimos de segundo para medir os Qubits.
Quantum Measurement provoca o colapso da Superposition e está relacionado ao problema da Decoherence.
Potencial para sistemas híbridos
Photons de diferentes frequências podem permitir Entanglement entre Qubits operando em diferentes escalas de energia.
Isso poderia favorecer Hybrid Quantum Systems.
Eficiência atual de cerca de 10%
Atualmente, aproximadamente 10% do Entanglement disponível no Quantum Bath é transferido.
Métodos de Active Control ainda são mais eficientes.
Entretanto, a nova técnica oferece um Framework escalável.
Caminho para Quantum Networks maiores
Quantum Computers futuros podem conectar vários Quantum Modules menores.
Distributed Entanglement será fundamental para compartilhar Quantum Information entre esses módulos.
A nova abordagem poderá sincronizar múltiplos Qubits distantes e ajudar a construir Quantum Processors e Quantum Networks maiores.
