Cientistas validam teoria sobre entrelaçamento quântico proposta há duas décadas

Entrelaçamento quântico – Pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria realizaram a primeira confirmação experimental de uma teoria proposta há mais de 20 anos sobre o entrelaçamento quântico. O estudo demonstra que dois qubits podem permanecer entrelaçados de forma estável sem a necessidade de monitoramento contínuo, resultado que pode contribuir para a construção de computadores quânticos modulares, mais estáveis e escaláveis.

O entrelaçamento quântico é um dos fenômenos mais conhecidos da física moderna. Nesse processo, duas partículas passam a compartilhar um mesmo estado quântico e permanecem correlacionadas mesmo quando estão separadas por grandes distâncias. Embora esse comportamento não permita transmitir informações acima da velocidade da luz, ele possibilita conectar qubits para que atuem como partes de um único sistema computacional.

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Ambiente compartilhado substitui controle constante

Enquanto computadores convencionais utilizam bits que assumem os valores 0 ou 1, computadores quânticos operam com qubits, capazes de existir em uma superposição desses estados até serem medidos. Essa característica é responsável pelo potencial da computação quântica para resolver determinados problemas de forma muito mais eficiente.

No entanto, os qubits são extremamente sensíveis a interferências externas. Qualquer perturbação pode destruir seu estado quântico e comprometer os cálculos realizados.

Conectar qubits separados também representa um desafio. Atualmente, isso costuma ser feito por meio de fótons ou sinais cuidadosamente programados, técnicas que exigem constantes ajustes e diversas medições para preservar o entrelaçamento.

A nova estratégia reduz essa complexidade ao recorrer ao chamado “banho quântico”. Apesar do nome, o método não utiliza nenhum líquido. Trata-se de um fluxo contínuo de fótons de micro-ondas que cria um ambiente compartilhado para os dois qubits, permitindo que ambos evoluam naturalmente para um estado de entrelaçamento estável, sem depender de pulsos programados para controlar cada etapa do processo.

Teste conectou qubits separados por cerca de 50 centímetros

Durante o experimento, os pesquisadores ligaram dois qubits supercondutores posicionados a aproximadamente meio metro de distância por meio de um cabo.

Embora a separação utilizada seja relativamente pequena, os cientistas afirmam que o mesmo princípio poderá ser aplicado futuramente em conexões muito maiores. Segundo a equipe, uma única fonte de fótons poderá manter diversos pares de qubits entrelaçados ao mesmo tempo.

Essa capacidade é considerada um passo importante para o desenvolvimento de computadores quânticos modulares, nos quais diferentes processadores trabalham em conjunto em vez de concentrar todos os qubits em um único equipamento.

A proposta também está alinhada a outras pesquisas voltadas para redes quânticas e para a teleportação de informação quântica, que buscam compartilhar estados quânticos entre diferentes pontos de uma mesma rede.

Resultados confirmam previsão teórica

Entre os principais benefícios do novo método está o fato de que o entrelaçamento permanece disponível por um período superior ao tempo em que cada qubit normalmente conseguiria preservar seu estado quântico de forma isolada.

Na prática, isso permite que essa conexão seja utilizada quando necessário, sem precisar ser recriada continuamente.

Para comprovar o funcionamento da técnica, a equipe aplicou pulsos de micro-ondas com duração entre 20 e 80 nanossegundos e reconstruiu o estado quântico dos qubits após inúmeras medições.

Os resultados representam a primeira confirmação experimental da teoria formulada há cerca de duas décadas sob condições consideradas ideais.

Tecnologia ainda enfrenta desafios

Apesar da validação experimental, os próprios pesquisadores destacam que a tecnologia ainda está distante de aplicações em computadores quânticos comerciais.

O experimento conseguiu transferir aproximadamente 10% do entrelaçamento disponível na fonte de fótons, enquanto métodos baseados em controle ativo ainda apresentam maior eficiência.

Mesmo assim, o estudo demonstra que é possível obter uma solução automática, relativamente simples e com potencial para ser expandida para sistemas de maior escala.

Arquiteturas modulares ganham força

A estabilidade dos qubits continua sendo um dos principais obstáculos para a evolução da computação quântica.

Empresas como a Microsoft defendem que novas arquiteturas poderão acelerar o surgimento de computadores quânticos comercialmente úteis, embora muitos especialistas considerem essas previsões otimistas.

Nesse contexto, o novo experimento reforça uma das estratégias mais promissoras da área: conectar diferentes processadores quânticos em uma arquitetura modular capaz de compartilhar recursos quânticos de forma estável.

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(Com informações de Gizmodo)
(Foto: Reprodução/Magnific/Imagem gerada por IA)