Um choque de realidade na computação quântica www.inovacaotecnologica.com.br /noticias/noticia.php

Informática

Com informações da Universidade de York - 22/10/2015

O teletransporte começou em grandes laboratórios como este, sensíveis e complexos, mas se tornouprático para a computação quântica em 2013, e hoje já existem "salas" de teletransporte do tamanhode um chip.[Imagem: CQP/Bristol]

Paradigma tecnológico

É fácil traçar um vetor pelo paradigma tecnológico atual: computação -> telecomunicação -> redes ->internet.

Para traçar um vetor mais futurístico, rumo à plataforma tecnológica que se espera substituir a atual, ésó acrescentar o qualificativo "quântico" a cada um desses itens.

Indo direto ao fim da cadeia, já existem várias propostas para uma internet quântica, mas o problemaé que ainda não há um consenso entre os pesquisadores sobre qual das várias abordagens sendotestadas se tornará a base da nova plataforma, o que poderia ajudar a concentrar esforços e aceleraros desenvolvimentos.

O que se sabe é que essa plataforma se baseará em um fenômeno até recentemente só associadocom a ficção científica: o teletransporte.

Teletransporte na realidade

O teletransporte quântico consiste na transferência da estrutura quântica de um objeto de um lugar

para outro, sem transmissão física. Essa flexibilidade tornou o mecanismo uma ferramenta essencialpara a computação quântica, as comunicações quânticas, as redes quânticas e, finalmente, a internetquântica.

Mas aqui também há controvérsias. Ainda que já existam "salas" de teletransporte do tamanho de umchip, o próprio fenômeno do teletransporte quântico entre luz e matéria desafia interpretações , deforma que não se sabe quais experimentos são mais promissores para uso prático futuro.

Foi esse dilema que uma equipe internacional de especialistas na área se reuniu para enfrentar. Ogrupo reviu e comparou as principais propostas teóricas em torno do teletransporte quânticoenfocando as principais abordagens experimentais e as vantagens e desvantagens de cada uma.

As primeiras memórias quânticas de longa duraçãoguardam dados dentro de cristais. [Imagem: Solid StateSpectroscopy Group/ANU]

Tecnologia híbrida

A principal conclusão da equipe é que nenhuma dastecnologias sozinha consegue fornecer uma soluçãoperfeita. Logo, o caminho deverá levar aodesenvolvimento de mecanismos híbridos, aproveitando omelhor e o mais prático dos vários protocolos e estruturassendo desenvolvidas pelas várias equipes ao redor domundo.

Por exemplo, sistemas que utilizam qubits fotônicos detêm o recorde de distância de teletransporte -com 143 km - mas eles são probabilísticos, de forma que apenas 50% da informação pode serteletransportada. Sistemas de teletransporte determinísticos , em que toda a informação pode sertransmitida, estão operando ainda na faixa dos milímetros de distância.

Para resolver este problema, os sistemas de fótons poderão ser usados em conjunção com ossistemas contínuos, que são 100% eficazes, mas atualmente limitados a curtas distâncias.

Mais importante ainda, a comunicação óptica baseada no teletransporte precisa de uma interface commemórias quânticas à base de matéria adequadas, nas quais a informação quântica possa serarmazenada e tratada posteriormente - as memórias quânticas de luz ainda parecem ser futurísticasdemais.

A transmissão quântica de informações via satélitetambém já é uma realidade. [Imagem: Giuseppe Vallone etal.]

Arquitetura da internet quântica

O professor Stefano Pirandola, da Universidade de Iorque,no Reino Unido - um dos proponentes de um conceito paradetectar hoje eventuais máquinas do tempo do futuro -liderou a equipe que fez o comparativo das diversasabordagens de tecnologia quântica. É ele quem explica asconclusões da equipe.

"Nós não temos uma tecnologia universal ideal para oteletransporte quântico. O campo tem-se desenvolvido muito, mas parece que precisaremos contarcom uma abordagem híbrida para obter o melhor de cada tecnologia disponível.

"O uso do teletransporte quântico como um bloco de construção para uma rede quântica depende desua integração com as memórias quânticas. O desenvolvimento de boas memórias quânticas nospermitiria construir repetidores quânticos, ampliando assim o alcance do teletransporte. Eles tambémnos darão a capacidade para armazenar e processar a informação quântica transmitida emcomputadores quânticos locais.

"Em última instância, isto poderia finalmente formar a espinha dorsal de uma internet quântica. Aarquitetura híbrida provavelmente contará com comunicação óptica quântica de longa distânciabaseada no teletransporte, interfaceada com dispositivos de estado sólido para processamento deinformação quântica," concluiu Pirandola.

Quanto tempo levaria para teletransportar um ser humano?

Bibliografia:

Advances in Quantum TeleportationS. Pirandola, J. Eisert, C. Weedbrook, A. Furusawa, L. BraunsteinNature PhotonicsVol.: 9, 641-652DOI: 10.1038/nphoton.2015.154