Pesquisadores da Universidade de Ottawa, em colaboração com as universidades de Roma, desenvolveram uma nova técnica que permite a visualização em tempo real da função de onda de dois fótons entrelaçados, as partículas elementares que constituem a luz. Esta técnica é baseada em tecnologia de câmera avançada e representa uma abordagem rápida e eficiente para reconstruir o estado quântico completo de partículas entrelaçadas.
A partir da analogia de um par de sapatos, o conceito de entrelaçamento pode ser comparado a selecionar um sapato ao acaso. No momento em que você identifica um sapato, a natureza do outro sapato (se é o esquerdo ou o direito) é discernida instantaneamente, independentemente de sua localização no Universo. No entanto, o fator intrigante é a incerteza inerente associada ao processo de identificação até o exato momento da observação.
A função de onda, que é um conceito central da mecânica quântica, fornece uma compreensão abrangente do estado quântico de uma partícula. No exemplo dos sapatos, a ‘função de onda’ do sapato pode carregar informações como esquerdo ou direito, tamanho, cor, entre outras. Mais precisamente, a função de onda permite que os cientistas quânticos prevejam os resultados prováveis de várias medições em uma entidade quântica, como posição, velocidade, etc.
A capacidade de previsão proporcionada pela função de onda é inestimável, especialmente no campo em rápido progresso da tecnologia quântica, onde o conhecimento de um estado quântico gerado ou inserido em um computador quântico permitirá testar o próprio computador. Além disso, os estados quânticos usados na computação quântica são extremamente complexos, envolvendo muitas entidades que podem exibir fortes correlações não locais (entrelaçamento). Conhecer a função de onda de um sistema quântico tão complexo é uma tarefa desafiadora, também conhecida como tomografia de estados quânticos.
Abordagens padrão, baseadas em operações projetivas, exigem um grande número de medições que aumenta rapidamente com a complexidade do sistema. Experimentos anteriores realizados com essa abordagem demonstraram que caracterizar ou medir o estado quântico de dois fótons entrelaçados pode levar horas ou até mesmo dias. Além disso, a qualidade dos resultados é altamente sensível ao ruído e depende da complexidade da configuração experimental.
No entanto, os pesquisadores da Universidade de Ottawa desenvolveram uma nova técnica baseada em câmeras avançadas que permite a reconstrução mais rápida do estado quântico. Ao registrar eventos com resolução nanossegundo em cada pixel, essa técnica é capaz de capturar a chegada simultânea de dois fótons, resultando em um padrão de interferência que pode ser usado para reconstruir a função de onda desconhecida.
Entre para comentar.