Um avanço significativo na área da comunicação quântica foi alcançado por físicos de Harvard, que demonstraram a primeira rede de computadores quânticos em uma área metropolitana. Utilizando a infraestrutura de fibra ótica existente na região de Boston, os pesquisadores estabeleceram a maior distância de fibra entre dois nós de memória quântica já registrada.
Experimento Inovador
O trabalho pioneiro, publicado na revista Nature, foi liderado por Mikhail Lukin, em colaboração com os professores Marko Lončar e Hongkun Park, todos da Iniciativa Quântica de Harvard, junto com pesquisadores da Amazon Web Services. A equipe conseguiu emaranhar dois nós de memória quântica separados por um link de fibra ótica de aproximadamente 35 quilômetros, passando por Cambridge, Somerville, Watertown e Boston. Os nós estavam localizados em diferentes andares do Laboratório de Ciência e Engenharia Integrada de Harvard.
Tecnologia de Ponta
Cada nó da rede é um pequeno computador quântico, composto por um pedaço de diamante com um defeito em sua estrutura atômica, conhecido como centro de vacância de silício. Esses centros contêm dois qubits: um para comunicação e outro para armazenamento de memória quântica. A interação entre o centro de vacância de silício e a luz é aprimorada por estruturas minúsculas dentro do diamante. Esses dispositivos são mantidos a temperaturas próximas do zero absoluto em unidades de refrigeração especializadas.
Vantagens da Memória Quântica
O uso de centros de vacância de silício como dispositivos de memória quântica para fótons individuais é um desenvolvimento de anos de pesquisa em Harvard. Essa tecnologia resolve o problema da perda de sinal, que não pode ser corrigida por repetidores de sinal convencionais na rede quântica, garantindo a segurança das informações. Os nós de rede podem capturar, armazenar e emaranhar bits de informação quântica enquanto corrigem a perda de sinal.
Implementação e Futuro
Os pesquisadores alugaram fibra ótica de uma empresa em Boston para realizar seus experimentos, demonstrando que uma internet quântica usando linhas de rede existentes é viável. Segundo Lukin, “Mostrar que os nós de rede quântica podem ser emaranhados no ambiente real de uma área urbana muito movimentada é um passo importante em direção à rede prática entre computadores quânticos.” Embora a rede atual contenha apenas dois nós, os pesquisadores estão trabalhando para expandi-la, adicionando mais nós e testando novos protocolos de rede. Este é apenas o início de um futuro promissor para a comunicação quântica.