Pesquisadores da Humboldt-Universität zu Berlin e do Ferdinand-Braun-Institut alcançaram um marco significativo no desenvolvimento da internet quântica. Seu trabalho inovador envolve a geração de fótons com frequências estáveis emitidos por fontes de luz quântica. O estudo, publicado no Physical Review X, nos aproxima cada vez mais da concretização do conceito transformador da internet quântica.

A internet quântica possui um imenso potencial para revolucionar as comunicações e o processamento de informações. Essa rede futurista poderia conectar computadores quânticos em todo o mundo, permitindo comunicações e computações seguras e de alta velocidade. Ela tem o potencial de fornecer uma comunicação fundamentalmente segura, aproveitando as leis da física para garantir a privacidade dos dados. Além disso, a internet quântica poderia viabilizar a computação quântica em rede, criando clusters de computação poderosos além dos esforços tradicionais da computação quântica.

A internet quântica se baseia nos princípios da mecânica quântica. Ao contrário de nossa atual internet baseada em computação clássica, ela se baseia na computação quântica e em dispositivos de comunicação quântica. A computação quântica permite o compartilhamento de informações em nível atômico e subatômico, oferecendo velocidade e segurança sem precedentes em comparação com a computação clássica. A troca de informações quânticas na internet quântica é feita usando qubits, que são os equivalentes quânticos dos bits clássicos. Os qubits possuem características únicas que permitem a sobreposição e o entrelaçamento.

A sobreposição é a capacidade dos sistemas quânticos de existirem em múltiplos estados simultaneamente, proporcionando vantagens computacionais. Por outro lado, o entrelaçamento quântico é um fenômeno no qual partículas, independentemente da distância, se comportam em conjunto, permitindo a transferência instantânea e segura de informações.

No entanto, a realização da internet quântica requer uma infraestrutura quântica especializada. Os computadores quânticos operam em temperaturas extremamente baixas, próximas do zero absoluto, o que exige controle preciso de temperatura e instalações especializadas para manter a integridade das informações quânticas.

O recente avanço dos pesquisadores sediados em Berlim concentra-se nos fótons, partículas de luz, emitidos por nanoestruturas de diamante com defeitos de vacância de nitrogênio. Esses fótons possuem frequências estáveis, um requisito crítico para a transmissão de dados em longas distâncias em uma rede quântica. Alcançar a estabilidade envolveu uma seleção meticulosa de materiais, técnicas avançadas de nanofabricação e protocolos de controle experimental precisos. Ao reduzir o ruído induzido por elétrons durante a fabricação das nanoestruturas, os pesquisadores conseguiram eliminar com sucesso as flutuações na frequência dos fótons, um obstáculo significativo nas operações quânticas.

Esse avanço abre caminho para aumentar as taxas de comunicação entre sistemas quânticos espacialmente separados em mais de mil vezes. Os pesquisadores integraram qubits individuais em nanoestruturas de diamante, que são mil vezes mais finas que um fio de cabelo humano. Essa integração permite a transmissão direcionada de fótons para fibras ópticas, avançando na viabilidade de uma internet quântica funcional.

Em conclusão, a geração de fótons com frequências estáveis a partir de fontes de luz quântica é uma conquista notável na busca pela internet quântica. Esse avanço nos aproxima de um futuro em que a comunicação e a computação seguras, de alta velocidade e transformadoras serão possíveis por meio da internet quântica.

Definições:

– Computação Quântica: Uma tecnologia que permite o compartilhamento de informações em níveis atômicos e subatômicos, oferecendo velocidade e segurança incomparáveis em comparação com a computação clássica.
– Qubits: Os equivalentes quânticos dos bits clássicos usados para a troca de informações quânticas.
– Sobreposição: A capacidade dos sistemas quânticos de existirem em múltiplos estados simultaneamente, oferecendo vantagens computacionais.
– Entrelaçamento: Um fenômeno no qual as partículas, independentemente da distância, se comportam em conjunto, permitindo a transferência segura de informações.
– Fóton: Partículas de luz.
– Infraestrutura Quântica: Instalações especializadas e controle de temperatura necessários para a operação de computadores quânticos.

Fontes:
– Fonte não fornecida explicitamente.