Kyoto — InkDesign News — Um estudo conduzido por pesquisadores da Universidade de Kyoto e da Universidade de Hiroshima relatou um avanço crucial, alcançando a primeira medição entrelaçada (entangled measurement) capaz de identificar o chamado estado W em sistemas quânticos de três fótons, preenchendo uma lacuna essencial na detecção de estados quânticos multientrelançados.
O Contexto da Pesquisa
O conceito de emaranhamento quântico ilustra o abismo entre a física clássica e a quântica, desafiando a noção de que partículas teriam realidades independentes. A capacidade de criar e identificar estados entrelaçados de múltiplos fótons — tais como os estados GHZ e W — é fundamental para o avanço de tecnologias quânticas. Embora medições entrelaçadas para o estado GHZ existam há mais de 25 anos, não havia proposta experimental viável para reconhecer o estado W, outro representante paradigmático do emaranhamento quântico, até este novo trabalho.
Resultados e Metodologia
O time japonês concentrou-se nas propriedades de simetria de deslocamento cíclico do estado W, propondo e implementando um circuito quântico fotônico capaz de executar a transformada de Fourier quântica para esse tipo de estado. Utilizando um arranjo óptico altamente estável, os cientistas injetaram três fótons com polarizações específicas, demonstrando que o circuito distingue entre variantes do estado W, conforme as correlações não clássicas apresentadas.
“Mais de 25 anos após a proposta inicial sobre medição entrelaçada para estados GHZ, finalmente obtivemos a medição entrelaçada para o estado W, com demonstração experimental genuína em estados W de três fótons.”
(“More than 25 years after the initial proposal concerning the entangled measurement for GHZ states, we have finally obtained the entangled measurement for the W state as well, with genuine experimental demonstration for 3-photon W states.”)— Shigeki Takeuchi, Autor Correspondente, Universidade de Kyoto
Os resultados indicaram elevada fidelidade do dispositivo para identificar corretamente o estado W, tornando a abordagem promissora para análises rápidas e eficientes, sem o crescimento exponencial de medições demandado pelas técnicas usuais de tomografia quântica.
Implicações e Próximos Passos
Dominar a medição entrelaçada do estado W abre possibilidades para o teletransporte quântico, protocolos avançados de comunicação e computação quântica baseada em medições.
“Para acelerar o desenvolvimento de tecnologias quânticas, é crucial aprofundar a compreensão dos conceitos básicos e pensar em ideias inovadoras.”
(“In order to accelerate the research and development of quantum technologies, it is crucial to deepen our understanding of basic concepts to come up with innovative ideas.”)— Shigeki Takeuchi, Autor Correspondente, Universidade de Kyoto
As próximas etapas do grupo incluem ampliar a técnica para sistemas envolvendo mais fótons e investir no desenvolvimento de circuitos quânticos fotônicos integrados, visando medições entrelaçadas em larga escala. O avanço representa um passo estratégico para superar desafios práticos rumo à computação e comunicação quântica segura e escalável.
Os avanços demonstrados sugerem que, com a consolidação dessa abordagem, novos paradigmas poderão surgir na manipulação de informações quânticas, delimitando o caminho para protocolos inovadores e dispositivos de próxima geração.
Fonte: ScienceDaily – Ciência
