Pesquisadores emaranham íons ao longo de 230

Sep 24, 2023

2 de fevereiro de 2023

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pela Universidade de Innsbruck

Os íons aprisionados anteriormente só foram emaranhados em um único e mesmo laboratório. Agora, as equipes lideradas por Tracy Northup e Ben Lanyon, da Universidade de Innsbruck, emaranharam dois íons em uma distância de 230 metros.

Os nós dessa rede foram alojados em dois laboratórios no Campus Technik, a oeste de Innsbruck, na Áustria. O experimento mostra que os íons aprisionados são uma plataforma promissora para futuras redes quânticas que abrangem cidades e, eventualmente, continentes.

Os íons aprisionados são um dos principais sistemas para construir computadores quânticos e outras tecnologias quânticas. Para ligar vários desses sistemas quânticos, são necessárias interfaces através das quais as informações quânticas podem ser transmitidas.

Nos últimos anos, pesquisadores liderados por Northup e Lanyon no Departamento de Física Experimental da Universidade de Innsbruck desenvolveram um método para fazer isso aprisionando átomos em cavidades ópticas de modo que a informação quântica possa ser eficientemente transferida para partículas de luz. As partículas de luz podem então ser enviadas através de fibras ópticas para conectar átomos em diferentes locais.

Agora, suas equipes, juntamente com os teóricos liderados por Nicolas Sangouard, da Université Paris-Saclay, emaranharam pela primeira vez dois íons presos a mais de alguns metros de distância.

Os dois sistemas quânticos foram montados em dois laboratórios, um no prédio que abriga o Departamento de Física Experimental e outro no prédio que abriga o Instituto de Óptica Quântica e Informação Quântica da Academia Austríaca de Ciências.

"Até agora, os íons aprisionados só estavam emaranhados uns com os outros por alguns metros no mesmo laboratório. Esses resultados também foram alcançados usando sistemas de controle compartilhados e fótons (partículas de luz) com comprimentos de onda que não são adequados para percorrer distâncias muito maiores, " Lanyon explica.

Depois de anos de pesquisa e desenvolvimento, os físicos de Innsbruck conseguiram emaranhar dois íons no campus. “Para fazer isso, enviamos fótons individuais emaranhados com os íons por um cabo de fibra ótica de 500 metros e os sobrepusemos um ao outro, trocando o emaranhamento pelos dois íons remotos”, diz Northup, descrevendo o experimento. “Nossos resultados mostram que os íons aprisionados são uma plataforma promissora para a realização de futuras redes distribuídas de computadores quânticos, sensores quânticos e relógios atômicos”.

As equipes de Lanyon e Northup fazem parte da Quantum Internet Alliance, um projeto internacional da Quantum Flagship da União Europeia. Os resultados mais recentes foram publicados na Physical Review Letters.

Mais Informações: V. Krutyanskiy et al, Entanglement of Trapped-Ion Qubits Separated by 230 Meters, Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.050803

Informações do jornal:Cartas de revisão física

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