Entrelaçamento quântico é demonstrado em circuitos de estado sólido

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/01/2010

Micrografia eletrônica de um divisor de pares de Cooper. A barra mede 1 micrômetro. O eletrodo supercondutor central (azul) é conectado aos dois pontos quânticos criados no mesmo nanotubo de carbono (vermelho), um em cada extremidade, para onde se dirigem
[Imagem: L.G. Herrmann et al.]

Pela primeira vez, físicos demonstraram de forma convincente que partículas fisicamente separadas, colocadas em dispositivos de estado sólido diferentes, podem permanecer quanticamente entrelaçadas - tudo o que acontecer a uma, influenciará imediatamente a outra.

O feito é semelhante ao entrelaçamento quântico da luz, exceto que se trata de partículas em um circuito, em vez de fótons em sistemas ópticos.

Entrelaçamento óptico e entrelaçamento sólido

Tanto o emaranhamento óptico quanto o emaranhamento de estado sólido representam rotas potenciais para o desenvolvimento da computação quântica e das comunicações seguras, por meio da criptografia quântica, que é virtualmente inquebrável.

Mas as versões de estado sólido poderão ser mais fáceis de se conectar aos dispositivos eletrônicos tradicionais.

Nos experimentos de entrelaçamento óptico - usados também nas experiências de teletransporte - um par de fótons emaranhados pode ser separado por um aparato que divide um feixe de luz em dois - o chamado divisor de feixe.

Apesar da sua separação física, os fótons entrelaçados continuam a agir como se fossem um único objeto quântico - qualquer alteração em um implica uma imediata alteração no outro, qualquer que seja a distância entre os dois.

Computadores quânticos de estado sólido

Agora, uma equipe de físicos da França, Alemanha e da Espanha realizou o primeiro experimento de entrelaçamento quântico de estado sólido, que usa elétrons em um supercondutor no lugar dos fótons em um sistema óptico.

Conforme se resfria um material supercondutor, os elétrons se entrelaçam para formar o que é conhecido como pares de Cooper.

No novo experimento, os pares de Cooper fluem por uma ponte supercondutora até atingirem um nanotubo de carbono, que funciona como o equivalente eletrônico de um divisor de feixe.

Ocasionalmente, os elétrons tomam caminhos diferentes e são direcionados para pontos quânticos separados - mas continuam entrelaçados quanticamente.

Embora os pontos quânticos estejam separados por uma distância de apenas um micrômetro, a distância é grande o suficiente para demonstrar o entrelaçamento comparável ao que é observado em sistemas ópticos.

Além da possibilidade de utilização de elétrons entrelaçados em computadores quânticos de estado sólido, a descoberta abre um caminho totalmente novo para o estudo de sistemas quânticos entrelaçados em materiais sólidos.

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