Um grupo de investigadores da Universidade de Tecnologia de Delft e da Organização dos Países Baixos para a Investigação Científica Aplicada (NTO na sigla em neerlandês) anunciou um avanço no domínio das redes quânticas: ter dois processadores quânticos ligados através de um nó intermediário, naquela que é a primeira rede quântica multi-nó (multi node quantum network).
A ligação entre processadores independentes é possível graças a um fenómeno conhecido como entrelaçamento (ou emaranhamento) quântico. De forma simples e resumida, o entrelaçamento quântico é um fenómeno físico que acontece quando os estados quânticos de duas partículas influenciam-se reciprocamente, mesmo que estejam a uma grande distância – é como se fossem ‘gémeos’ inseparáveis. O avanço agora anunciado é visto como um passo importante na criação de uma rede de internet quântica, que permitirá a comunicação entre sistemas que tiram partido das regras da física quântica para aumentar o poder de processamento ou criar redes de comunicações ultrasseguras.
Para criar uma rede quântica escalável, é essencial conseguir passar este tipo de informação através de nós intermediários e, no passado, já foi possível estabelecer uma ligação física entre dois processadores quânticos. Este tipo de processamento usa bits quânticos ou qubits, que podem ser 0 ou 1 ao mesmo tempo, para aumentar exponencialmente a capacidade de computação.
O avanço da equipa holandesa passa por ter dois processadores quânticos ligados através de um nó intermédio, que usa o entrelaçamento quântico para comunicar com múltiplos processadores independentes, noticia a publicação Tech Explorist. O que os investigadores fizeram, na prática, foi criar uma nova arquitetura para a partilha de informação quântica.
O nó intermédiário (chamado Bob) tem uma ligação física com outros dois nós externos (Alice e Charlie) permitindo que uma ligação entrelaçada seja estabelecida entre cada um dos nós. Cada processador quântico tem dois qubits, mas o nó Bob tem um qubit adicional, que é usado como memória. Na prática, permite guardar a informação de uma ligação quântica enquanto é criada a segunda ligação. Assim que as duas ligações são estabelecidas (Alice-Bob e Bob-Charlie), o Bob é capaz de fazer uma ligação direta entre os dois processadores quânticos Alice-Charlie.
Outra inovação desta solução é que é possível complementar estes protocolos com uma sinalização de operação bem sucedida, algo que será crucial para escalar as redes quânticas e criar uma Internet quântica no futuro.
Ronald Hanson, que liderou a equipa, explica que “os colegas do QuTech estão já a tentar perceber a futura compatibilidade com as infraestruturas existentes. A seu tempo, a atual abordagem de prova-de-conceito vai ser testada fora do laboratório, na rede de fibra de telecomunicações – no Quantum Internet Distributor da QUTech, cuja primeira ligação metropolitana deve estar completa em 2022”.
Os próximos passos envolvem adicionar mais quantum bits à rede de três nós e adicionar mais camadas de hardware e software.
