Identificação de emaranhamento em variáveis contínuas

O emaranhamento em mecânica quântica está associado à não-separabilidade de graus de liberdade de duas ou mais partículas. Ou seja, é como se as partículas estivessem atreladas entre si. Esse mecanismo é fundamental nas propostas para implementar novos dispositivos quânticos, como o sonhado computador quântico, em que o comportamento de partículas é explorado para realizar operações inviáveis com máquinas convencionais.

Os graus de liberdade envolvidos em estados emaranhados são normalmente discretos: como o spin de um elétron ou de um núcleo, por exemplo. Porém, há interesse também em graus de liberdade contínuos, como a posição ou o momento de uma partícula, devido ao seu potencial de aumentar a capacidade de armazenamento e processamento de informação. Um avanço importante, promovendo o estudo de estados emaranhados em variáveis contínuas, foi obtido por um grupo de pesquisadores da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e publicado em 7 de fevereiro na revista "Physical Review Letters".

Para realizar o experimento relatado no artigo, Malena Hor-Meyll e seus colegas J. Almeida, G. Lemos, P. Souto Ribeiro e S. Walborn usam um modulador espacial de luz para acoplar graus de liberdade espaciais e a polarização de dois feixes de luz. Esse esquema permitiu identificar emaranhamento entre os graus de liberdade espaciais transversais de partículas de luz -- os fótons –, que são variáveis contínuas, através de medidas de polarização, um grau de liberdade discreto.

Esse processo é uma plataforma útil tanto para testes dos fundamentos da mecânica quântica -- teoria que descreve o comportamento de partículas  (átomos, fótons e outras) em escalas microscópicas -- como também para o desenvolvimento de aplicações na área de informação quântica, tais como a computação e a criptografia.

A importancia do procedimento apresentado e demonstrado neste trabalho é que ele exige uma quantidade muito menor de medições para identificar o emaranhamento do que as estratégias usuais.

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