Drive quântico guarda dados por 100 vezes mais tempo e quebra recorde

Armazenar dados de forma quântica não é fácil: a informação fica guardada em átomos que precisam ser refrigerados a baixíssimas temperaturas, e que ainda assim se deterioram em frações de segundo.

Mas uma equipe australiana de pesquisadores encontrou uma forma de armazenar esses dados por horas, não milissegundos, no primeiro drive quântico do mundo.

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A computação quântica é tão poderosa por ser baseada em qubits, que podem assumir mais de um valor ao mesmo tempo. É a chamada “sobreposição quântica”, um princípio quase anti-intuitivo: um bit pode guardar os valores 0 e 1 ao mesmo tempo.

A informação quântica é “gravada” no átomo usando lasers para definir seu spin, ou seja, o movimento de suas partículas (prótons, elétrons etc.). Mas isso geralmente dura apenas alguns milésimos de segundo antes de entrar em colapso. Por sua vez, o novo drive – criado por físicos da Australian National University e da University of Otago – pode conter dados por até seis horas.

Primeiro, os cientistas incorporaram um átomo de európio (um elemento raro na Terra) em uma matriz de cristal. Depois, eles gravaram uma informação no átomo usando lasers. Para que ela fique armazenada lá por horas, o cristal é sujeito às forças de dois campos magnéticos – um fixo, um oscilante – que travam o spin do átomo.

“Os dois campos magnéticos isolam os spins do európio e evitam o vazamento de informação quântica”, diz o Dr. Jevon Longdell, da Universidade de Otago, em um comunicado à imprensa.

Isso permite fazer coisas bem ambiciosas. Outra propriedade na computação quântica é o “entrelaçamento”, quando dois ou mais qubits ficam extremamente interligados, mesmo que estejam separados por milhões de anos-luz.

“Podemos agora imaginar o armazenamento de luz com entrelaçamento em cristais separados, e depois transportá-los para diferentes partes da rede a milhares de quilômetros de distância”, diz Manjin Zhong, principal autor do estudo.

Já existem redes quânticas, que geralmente dependem de cabos de fibra óptica e lasers para armazenar informações em entrelaçamento. Estas redes podem ter até 100 km de diâmetro, mas com a nova técnica, elas podem ser ainda maiores: “acreditamos que em breve será possível distribuir informação quântica entre quaisquer dois pontos do globo”, diz Zhong.

Caso os sistemas de informação quântica realmente decolem, eles poderiam levar a uma rede global de criptografia de dados. Uma vez que o spin de dois átomos emaranhados sempre são exatamente iguais, independentemente de sua distância, este efeito quântico pode impedir terceiros de interferir nos dados – quaisquer alterações em um lado seriam refletidas imediatamente no outro lado. [Australian National University]

Imagem: Solid State Spectroscopy Group, ANU