“Este enlace entre átomos remotos poderia ser a parte fundamental de uma arquitectura informática radical nova do quantum,” disse o professor Christopher Monroe, investigador principal que fêz esta pesquisa quando no U-M, mas está agora na Universidade de Maryland. “Agora que a técnica foi demonstrada, deve ser possível escalá-la até redes de muitos componentes interconetados que serão eventualmente necessários para o processamento de informação do quantum.”
David Moehring, autor importante do papel que fêz esta pesquisa como uma estudante de terceiro ciclo do U-M, diz que a caraterística a mais importante desta experiência está a uma distância entre os dois átomos. Moehring graduou e tem agora uma posição no Máximo-Planck-Instituto para o sistema ótico do quantum em Alemanha.
“A separação dos qubits em nosso estado complicado é a caraterística a mais importante,” Moehring disse. “A complicação localizada foi executada em qubits da armadilha do íon no passado, mas se um deseja construir uma rede informática evolutiva do quantum (ou um Internet do quantum), a criação de esquemas da complicação entre memórias remotamente complicadas do qubit é necessária.”
Nesta experiência, os investigadores usaram dois átomos para funcionar como qubits, ou bocados do quantum, armazenando um fragmento de informação em sua configuração do elétron. Excitaram então cada átomo, induzindo elétrons para cair em um estado de mais baixa energia e para emitir-se um fotão, ou uma partícula da luz, no processo.
Os átomos, que eram realmente íons do ytterbium do elemento rare-earth, são capazes de emitir-se dois tipos diferentes de fotão de comprimentos de onda diferentes. O tipo de fotão liberado por cada átomo indica o estado particular do átomo. Por causa deste, cada fotão foi complicado com seu átomo.
Manipulando os fotão emissores de cada um dos dois átomos e guiando os para interagir ao longo de uma linha da fibra óptica, os investigadores podiam detetar os cliques resultantes do fotão e complicar os átomos. Monroe diz que a linha da fibra óptica era necessária para estabelecer a complicação dos átomos, mas por outro lado a fibra poderia ser separada e os dois átomos permaneceriam complicados, mesmo se um “(com cuidado) foi tomado a Jupiter.”
Cada informação dos qubit é como um único bocado da informação em um computador convencional, que esteja representado enquanto um 0 ou as coisas um 1. começ estranho na escala do quantum, embora, e em um qubit podem ser ou um 0, um 1, ou ambos ao mesmo tempo, Monroe dizem. Os cientistas chamam este fenômeno “superposition.” Mesmo mais estranhos, os cientistas não podem diretamente observar o superposition, porque o ato de medir o qubit o afeta e o força para se transformar um 0 ou um 1.
As partículas complicadas podem optar a mesma posição medida uma vez, por exemplo sempre terminando em 0.0 ou em 1.1.
“Quando os objetos complicados são medidos, conduzem sempre a alguma sorte da correlação, como sempre conseguir duas moedas vir acima do mesmos, mesmo que possam estar separados muito que distante,” Monroe disse. “Einstein chamou esta “ação-em-um-distância assustador,” e era a base para seu nonbelief em mecânicos de quantum. Mas a complicação existe, e embora muito difícil para controlar, é realmente a base para computadores do quantum. “
Os cientistas poderiam ajustar a posição de um qubit e saber que seu companheiro complicado seguirá o terno.
A complicação fornece a fiação extra entre circuitos do quantum, Monroe diz. E permite que os computadores do quantum executem as tarefas impossíveis com os computadores convencionais. Os computadores do quantum podiam transmitir dados cifrados provably seguros, por exemplo. E poderiam fatorar as máquinas do que de hoje dos números incredibly mais rapidamente, fazendo a maioria de tecnologia de cifragem atual obsoleta (a maioria de cifragem é baseada hoje na inabilidade para que o homem ou a máquina fatore grandes números eficientemente). |
