Uma equipe de físicos liderada pelo professor Patrick Windpassinger na Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) transportou com sucesso a luz armazenada em uma memória quântica a uma distância de 1,2 milímetros. Eles demonstraram que o processo de transporte controlado e sua dinâmica têm apenas pouco impacto nas propriedades da luz armazenada. Os pesquisadores usaram átomos de rubídio 87 ultra-frios como meio de armazenamento para a luz, a fim de alcançar um alto nível de eficiência de armazenamento e uma longa vida útil.

“Nós armazenamos a luz colocando-a em uma mala, por assim dizer, só que no nosso caso a mala era feita de uma nuvem de átomos frios. Movemos esta mala por uma curta distância e depois retiramos a luz novamente. Isso é muito interessante não só para a física em geral, mas também para a comunicação quântica, porque a luz não é muito fácil de ‘capturar’, e se você quiser transportá-la para outro lugar de forma controlada, geralmente acaba se perdendo”, disse o professor Patrick Windpassinger, explicando o processo complicado.

A manipulação controlada e o armazenamento de informações quânticas, bem como a capacidade de recuperá-las, são pré-requisitos essenciais para alcançar avanços na comunicação quântica e para executar operações de computador correspondentes no mundo quântico. As memórias quânticas ópticas, que permitem o armazenamento e a recuperação sob demanda de informações quânticas transportadas pela luz, são essenciais para redes de comunicação quântica escaláveis. Por exemplo, eles podem representar blocos de construção importantes de repetidores quânticos ou ferramentas em computação quântica linear. Nos últimos anos, conjuntos de átomos provaram ser meios adequados para armazenar e recuperar informações quânticas ópticas. Usando uma técnica conhecida como transparência induzida eletromagneticamente (EIT), pulsos de luz incidentes podem ser capturados e mapeados de forma coerente para criar uma excitação coletiva dos átomos de armazenamento. Como o processo é amplamente reversível, a luz pode ser recuperada novamente com alta eficiência.

Em sua recente publicação, o professor Patrick Windpassinger e seus colegas descreveram o transporte ativamente controlado dessa luz armazenada por distâncias maiores do que o tamanho do meio de armazenamento. Há algum tempo, eles desenvolveram uma técnica que permite que conjuntos de átomos frios sejam transportados em uma ‘esteira ótica’ produzida por dois feixes de laser. A vantagem desse método é que um número relativamente grande de átomos pode ser transportado e posicionado com um alto grau de precisão sem perda significativa de átomos e sem que os átomos sejam acidentalmente aquecidos. Os físicos agora conseguiram usar esse método para transportar nuvens atômicas que servem como uma memória de luz. As informações armazenadas podem ser recuperadas em outro lugar. Refinando esse conceito, o desenvolvimento de novos dispositivos quânticos, como uma memória de corrida para luz com seções separadas de leitura e escrita, pode ser possível no futuro.

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