Em estudo publicado na revista Nature na última quinta-feira (5), pesquisadores do Departamento de Física da Universidade de Oxford, no Reino Unido, narram um experimento quântico até 85% bem-sucedido, que envolveu a transferência de dados entre computadores quânticos a partir de uma espécie de "teletransporte".
O teletransporte quântico se dá quando as características de uma partícula são transferidas, de maneira instantânea, para uma outra partícula, sem que haja deslocamento físico da partícula inicial — é, portanto, um "entrelaçamento quântico", pelo qual duas ou mais partículas compartilham de um mesmo "estado quântico" a distância.
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O "entrelaçamento" das partículas por seus dados ocorre assim, de maneira resumida: uma delas, a partícula inicial, interage com uma terceira partícula, que funciona como um intermediário e altera o estado da primeira partícula para capturar sua medição de dados — essa medição é, então, enviada para onde está a segunda partícula, aquela que vai receber o "envio".
Quando a partícula-alvo recebe a informação de medição da primeira partícula, ela sofre uma transformação que a põe no mesmo estado em que esteve a partícula intermediária. Assim, apenas a informação quântica da partícula inicial é transferida, mas não a própria partícula (isto é, não há uma interação física).
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Isso só é possível porque computadores quânticos utilizam qubits, os "bits quânticos", unidades de informação análogas aos bits da computação padrão, mas com propriedades que os permitem sobrepor-se simultaneamente, em múltiplos estados. Enquanto os bits são binários (variam entre 0 e 1), os qubits podem estar em 0, 1 ou em ambos os estados ao mesmo tempo.
No experimento descrito pelos pesquisadores, dois computadores quânticos foram conectados por um cabo óptico de dois metros com íons de estrôncio e cálcio — enquanto o estrôncio serviria como a interface da rede quântica, o íon de cálcio era sua unidade de memória. A partir do disparo de fótons via cabo óptico (partículas de radiação eletromagnéticas, fundamentais para o transporte quântico, que obedece à velocidade da luz), o "emaranhamento" de qubits pôde ser feito.
O experimento gerou um fóton mensurável, e os qubits interligados permitiram a transferência de dados entre os computadores sem o uso de estruturas físicas. Sua "assertividade" foi de até 85%.
"Ao usar o entrelaçamento remoto entre os qubits da rede, teletransportamos [informações] entre dois qubits do circuito em módulos separados, alcançando 86% de fidelidade", afirma o estudo. Após utilizar o algoritmo de Grover, um dos principais algoritmos da computação quântica, capaz de realizar buscas em bases de dados não ordenadas, os cientistas obtiveram uma taxa de sucesso total de 71%.
O objetivo do estudo foi entender como é possível aumentar o número de qubits em transferência, enquanto mantêm "controle, precisão e interconectividade" entre eles, o que se constitui num "desafio técnico substancial".
O uso da tecnologia quântica de transporte é um campo aberto de possibilidades: além de permitir uma comunicação mais segura, em redes que utilizam de criptografia quântica (por meio de uma "internet quântica"), o que originaria computadores descentralizados, a tecnologia também pode ser usada como medidora de fenômenos físicos de alta precisão, no desenvolvimento de medicamentos e de novos materiais (simulando reações químicas, por exemplo), além de na abertura de novas formas de processamento da informação.
Atualmente, o chip quântico da Google, chamado "Willow", é o mais avançado dessa espécie, e permite a resolução, em cerca de cinco minutos, de problemas que o supercomputadores mais rápidos do mundo poderiam levar até dez septilhões de anos para completar.
Apesar de ainda estar em fase experimental, acredita-se que um chip como o Willow possa estar disponível para operações comerciais até o fim da década.
