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Física & Química

Primeira demonstração de uma rede quântica híbrida

Recentemente, cientistas conseguiram criar uma rede quântica híbrida – ou seja, a mistura de duas formas de codificação diferentes.

Créditos da imagem: Wikimedia Commons)

Recentemente, cientistas conseguiram criar uma rede quântica híbrida – ou seja, a mistura de duas formas de codificação diferentes. É algo semelhante ao que fazemos com o milho, por exemplo.

Há espécies de milhos mais resistentes à secas e pragas, por exemplo, mas elas podem não ser grandes. Há outra espécie grande, mas que não é resistente. Entretanto, se você juntá-las corretamente, possui um milho grande e resistente.

Não estou falando sobre transgênicos. Essa é uma mistura entre tipos diferentes da mesma espécie, o que não se enquadra como transgenia – mas não é esse o debate. O que tento fazer é um paralelo para explicar o mundo quântico.

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Computação quântica

Você já deve ter ouvido falar em computadores quânticos. Eles são, em suma, um tipo de computador que utiliza partículas subatômicas, como fótons ou elétrons para realizar seus cálculos.

Um computador convencional – como o que você possui em sua casa, utiliza bits, ou seja, zero e um, ou verdadeiro e falso para representar dados. Cada bit possui apenas um desses dois valores, e assim escrevemos tudo na computação.

E o fato de que cada bit pode representar apenas um valor – zero ou um -, é uma grande limitação de processamento. Agora imagine: e se pudéssemos atribuir mais valores para um bit?

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E podemos! Em um computador quântico, um bit é chamado e qubit. Como o mundo quântico é bizarro, um qubit pode ser zero e um ao mesmo tempo – o que o coloca em uma posição muito superior.

A computação quântica pode permitir a criação de criptografias inquebráveis – aumentando em muito a segurança de dados, além da velocidade, graças ao entrelaçamento quântico, que já foi explicado neste artigo.

Computador quântico da IBM. (Créditos da imagem: IBM)

Codificação

Para que possamos utilizar partículas quânticas – um fóton, por exemplo – como bits, precisamos antes codificar a informação nessas partículas, e é agora que entra a ideia do milho.

Há dois métodos principais para realizar isso: variáveis ​​discretas (DVs) em partículas ou variáveis ​​contínuas (CVs), em ondas. Um fóton pode se comportar como onda ou como partícula.

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Agora imagine que cada um desses tipos de codificação é uma espécie de milho. Cada um tem seu ponto forte e seu ponto fraco, como explica Hugues de Riedmatten à Scientific American:

“Os sistemas CV codificam informações na intensidade variável, ou em fases, das ondas de luz. Eles tendem a ser mais eficientes do que as abordagens de DV, mas também são mais delicados, exibindo maior sensibilidade às perdas de sinal”, diz.

Ele ainda diz que apesar de os sistemas DVs serem mais difíceis de sincronizar com a tecnologia convencional, “Eles também são menos propensos a erros e mais tolerantes a falhas”.

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Se você combiná-los, portanto, pode obter uma forma de codificação que é eficiente de se fazer e de se integrar com a computação convencional, mas que também é bastante resistente. E foi isso que eles fizeram.

Agora, pesquisadores do Laboratório Kastler Brossel, em Paris, e do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA uniram duas partículas através do entrelaçamento quântico

A novidade é que cada uma das partículas foi codificada utilizando um processo diferente – e isso nunca havia sido feito antes. Isso que é uma rede quântica híbrida.

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Marco Bellini diz à Scientific American que apesar de ser um processo difícil de ser realizado, “esse experimento demonstrou o que poderia se tornar um elemento importante das redes futuras”.

Bellini completa que são “versáteis o suficiente para conectar memórias e processadores baseados em diferentes plataformas quânticas físicas – e transportar fielmente uma ampla gama de estados quânticos, incluindo os de DV e CV”.

Com informações de Scientific American.

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É divulgador científico por paixão. Gradua-se em Física pela UFSCAR e atua principalmente na Ciencianautas e SoCientífica.


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