Cientistas alemães construíram uma porta lógica que envolve fótons individuais, que podem funcionar como qubits, viabilizando o processamento de dados por luz.
Os fótons são ideais para a transmissão de informações porque não interagem entre si, passando uns pelos outros sem perder suas informações. Entretanto, isso os torna pouco adequados para o processamento das informações, quando os bits precisam interagir uns com os outros.
O pesquisador Bastian Hacker, do Instituto Max Planck de Óptica Quântica, superou esse obstáculo com uma terceira partícula auxiliar, um único átomo preso dentro de um ressonador óptico, que assume o papel de um mediador entre os dois fótons. De forma independente, mas em rápida sucessão, os dois fótons atingem o ressonador, que consiste de dois espelhos de alta reflexividade e, no centro, um único átomo de rubídio aprisionado, formando um sistema fortemente acoplado.
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O ressonador amplifica o campo luminoso do fóton, permitindo uma interação direta átomo-fóton. Como resultado, o estado atômico é alterado pelo fóton quando ele está sendo refletido pelo espelho. Essa alteração é detectada pelo segundo fóton quando ele chega ao espelho pouco tempo depois.
“Os dois fótons nunca estão no mesmo lugar ao mesmo tempo e, portanto, eles não veem uns aos outros diretamente. No entanto, conseguimos uma interação máxima entre eles”, explicou Hacker.
Segundo divulgado pelo site Inovação Tecnológica, a equipe afirma que essa porta lógica de fótons pode viabilizar o processamento totalmente óptico de informações. “A distribuição de fótons através de uma rede quântica óptica permitiria ligar qualquer número de nós de rede e, assim, permitir a configuração de um computador quântico óptico escalável no qual a porta fóton-fóton desempenha o papel de uma unidade central de processamento (CPU)”, explicou o professor Gerhard Rempe, coordenador da equipe.