Avanço quântico: Nova técnica de ‘qubits de longa vida’ pode estender internet quântica por 2.000 km
Pesquisadores aumentaram o tempo de coerência de átomos de érbio em mais de 100 vezes, superando uma barreira fundamental para redes de longa distância.
A criação de uma internet quântica global, capaz de conectar computadores quânticos de forma segura e ultrarrápida, enfrenta um desafio principal: a distância. Atualmente, os sinais quânticos, baseados no entrelaçamento de partículas, se degradam e perdem a conexão após viajarem por poucos quilômetros em cabos de fibra óptica.
Contudo, pesquisadores da Universidade de Chicago, nos EUA, desenvolveram uma nova abordagem que pode expandir drasticamente esse limite para mais de 2.000 quilômetros, utilizando a infraestrutura de fibra atual. O avanço foi publicado na revista Nature Communications.
O estudo, liderado por Shobhit Gupta, focou em melhorar os próprios qubits (a unidade básica da informação quântica). A equipe conseguiu aumentar o tempo de coerência quântica – o período em que os átomos se mantêm entrelaçados – de átomos individuais de érbio de 0,1 milissegundo para mais de 10 milissegundos. Em um teste excepcional, a conexão durou 24 milissegundos, sugerindo um potencial teórico de até 4.000 km.
“Pela primeira vez, a tecnologia para construir uma internet quântica em escala global está ao nosso alcance,” celebrou o professor Tian Zhong, coordenador da equipe.
A “impressão 3D” de cristais quânticos
A inovação central não está no uso de materiais novos, mas em como eles são fabricados. A equipe usou cristais dopados com terras raras (onde os qubits de érbio são armazenados), mas trocou o método tradicional de fabricação, conhecido como Czochralski, por uma técnica chamada Epitaxia por Feixe Molecular (MBE).
Zhong explicou que o método tradicional Czochralski é como “fundir os ingredientes em uma panela” a mais de 2.000 graus Celsius e depois “esculpir” o cristal resultante, como um escultor faria com mármore.
Em contraste, a MBE lembra mais a impressão 3D. “Nós começamos do zero e depois montamos este dispositivo átomo por átomo”, disse Zhong. O material é pulverizado e construído em camadas finas, já no formato exato necessário.
O resultado é um cristal com uma “pureza tão alta que as propriedades de coerência quântica desses átomos se tornam excelentes”. A equipe agora se prepara para testar os novos qubits de “longa vida” em bobinas de laboratório contendo 1.000 km de fibra óptica, simulando redes de longa distância antes de uma implementação real.
Adaptado de Inovação Tecnológica, pela redação do Movimento PB.
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