Pesquisadores da Universidade de Oxford concluíram um experimento que demonstra a possibilidade de distribuir componentes críticos de um processador quântico entre diferentes computadores sem comprometer o desempenho. O estudo, liderado pelo físico Dougal Main, representa um avanço na construção de redes quânticas interconectadas.
O experimento foi realizado dentro de um laboratório, com distância de aproximadamente dois metros entre os sistemas conectados. Apesar do alcance limitado, os cientistas destacam que o resultado indica um caminho viável para a escalabilidade da computação quântica por meio de redes distribuídas.
Teletransporte quântico e emaranhamento
O teletransporte quântico ocorre dentro das propriedades da mecânica quântica, onde partículas podem existir em múltiplos estados simultaneamente até serem medidas. Esse fenômeno permite a transmissão de informações sem deslocamento físico, um processo diferente do conceito popularizado pela ficção científica.
No estudo, os pesquisadores utilizaram um fenômeno conhecido como “emaranhamento”, em que duas partículas compartilham um estado quântico, independentemente da distância. Ao manipular as propriedades de uma partícula, a outra adota o mesmo estado, possibilitando a transferência de informações.
“Não estamos apenas transferindo estados quânticos entre sistemas separados fisicamente, mas também criando interações entre eles”, afirmou Main. Essa abordagem diferencia o experimento de estudos anteriores e pode ser um passo essencial para a construção de redes quânticas operacionais.
Transmissão por luz e portas lógicas
Enquanto computadores convencionais utilizam sinais elétricos para processar informações, os sistemas quânticos exploram fótons para transmitir estados quânticos por meio de fibras ópticas. Os pesquisadores demonstraram que é possível teletransportar “portões lógicos”, componentes fundamentais de algoritmos, dentro dessa rede.
A transferência bem-sucedida desses portões lógicos sugere a possibilidade de uma “internet quântica”, onde processadores poderão compartilhar informações e executar cálculos em um ambiente seguro. Segundo Main, essa tecnologia pode conectar processadores quânticos distantes, criando um sistema integrado que funcione como um único computador quântico.
O conceito é comparável ao dos supercomputadores convencionais, que utilizam múltiplas unidades de processamento interligadas para aumentar a capacidade de cálculo. A implementação de redes quânticas interconectadas pode ampliar significativamente o potencial da computação quântica.
Teste com algoritmo de busca de Grover
Para validar o experimento, os cientistas executaram o algoritmo de busca de Grover, uma ferramenta utilizada para explorar múltiplas possibilidades simultaneamente. Esse algoritmo aproveita propriedades da superposição e do emaranhamento para realizar buscas de forma mais eficiente do que métodos tradicionais.
Os resultados demonstraram que a execução distribuída do algoritmo manteve a eficiência esperada, reforçando a viabilidade da abordagem. O avanço pode levar ao desenvolvimento de computadores quânticos mais potentes e interconectados, capazes de realizar cálculos que seriam inviáveis para sistemas convencionais.
O estudo contribui para a evolução das tecnologias quânticas e pode ter implicações na criação de redes seguras de comunicação, além de aplicações em áreas como simulações de fenômenos físicos e otimização de processos computacionais.
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