Computação Quântica: agora a informação foi da luz para a matéria

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/12/2004

No mundo macroscópico, copiar dados de um local para outro é algo trivial. É isto o que todo usuário de computador faz ao transferir arquivos de sua máquina para um servidor da rede da empresa ou baixar um arquivo da Internet.

No mundo microscópico, entretanto, aquele que interessa para a computação quântica, a coisa não é tão simples. Informação quântica não pode ser copiada, ela somente pode ser transferida de um local para outro, sem deixar qualquer traço na origem. Ou seja, na computação quântica, a única operação possível é a de mover os dados.

A manipulação e transferência de informação quântica é uma das áreas mais ativas na pesquisa avançada para a computação do futuro, reunindo profissionais de Informática e Física na busca de novos protocolos e algoritmos que possam viabilizar a computação quântica, que se espera seja a arquitetura dos computadores do futuro.

Agora pesquisadores do Instituto Max Planck de Ótica Quântica, Alemanha, e Instituto Niels Bohr, Dinamarca, conseguiram construir um dispositivo que é capaz de transferir o estado quântico de um pulso de luz para um conjunto de átomos.

É mais ou menos o caminho inverso do que pesquisadores norte-americanos conseguiram recentemente, quando eles transferiram informação da matéria para a luz. Aqui os cientistas transferiram informação da luz para a matéria.

Na experiência, um pulso de luz é preparado em um determinado estado quântico com uma polarização escolhida aleatoriamente. Esse pulso de luz é enviado através de um conjunto de átomos de césio contidos no interior de uma célula atômica, um aparelho composto por dois campos magnéticos fortes o suficientes para manter os átomos presos.

Na célula atômica, a luz e os átomos interagem, criando um estado entrelaçado no qual os dois sistemas - átomos e fótons - permanecem correlacionados. Devido a essa estreita ligação entre os dois, um processo de medição na luz afeta o estado quântico dos átomos de césio de tal forma que eles assumem as propriedades originais da luz.

Assim, o estado de polarização dos fótons é transferido para o estado de polarização dos átomos. Essa "ação à distância", através da qual uma medição em um sistema afeta o estado de outro sistema que está em um local diferente, é uma das mais intrigantes manifestações da Mecânica Quântica e é a base de aplicações como a criptografia quântica e o teletransporte.

Antes de pensarem em uma aplicação prática, entretanto, os cientistas deverão conseguir fazer com que o efeito se verifique em cem por cento dos casos. Até agora, o equipamento que eles construíram consegue um acerto de 70%, o que não é suficiente para um sistema de computação que não deve estar sujeitos a erros.

O trabalho foi publicado no último exemplar da revista Nature, assinado pelos cientistas B. Julsgaard, J. Sherson, J.I. Cirac, J. Fiurásek e E.S. Polzik.