Teste de hipóteses quântico em altas dimensões

Destaque em Física, semana de 20 de abril de 2017

destaque 20042017A mecânica quântica, teoria que rege o comportamento das partículas, tem uma peculiaridade: ela impede a identificação inequívoca de estados quânticos que tenham alguma sobreposição entre si, os ditos estados não-ortogonais, através de uma medição única.

Esse fato já ocasionou muitas discussões em torno da natureza do estado quântico e, apesar de  limitante, ele apresenta importantes benefícios, garantindo, por exemplo, a segurança em protocolos de criptografia quântica. Além disso, num plano prático, é também um efeito que precisa ser levado em conta quando cientistas ambicionam usar sistemas quânticos para efetuar cálculos ou transmitir dados, os objetivos da computação e informação quânticas.

Diversas estratégias de medição foram criadas ao longo dos anos para lidar com essa limitação fundamental imposta pela teoria, das quais a pioneira foi a medição com erro mínimo, também conhecida como teste de hipóteses quântico. Agora, um grupo de pesquisadores no Brasil e no Chile colocou à prova esse método, produzindo a primeira demonstração experimental de sua utilidade para discriminar estados não-ortogonais em altas dimensões.

“Demonstramos o teste de hipóteses quântico para milhares de estados não-ortogonais em dimensões variando de D=2 a D=21. Nosso método estabelece uma etapa fundamental para implementação de estatégias de medição ainda mais sofisticadas e que poderão ter impacto em diversos protocolos de informação quântica em altas dimensões, incluindo teleportação quântica, codificação superdensa e esquemas criptográficos”, escreveram os pesquisadores, em artigo publicado em 6 de março, no “Physical Review Letters”.

O trabalho teve como primeiro autor Miguel Ángel Solís Prosser, da Universidade de Concepción, no Chile, e foi realizado no Departamento de Física da Universidade Federal de Minas Gerais, em Belo Horizonte, coordenado por Leonardo Neves, contando também com a participação de Mário Foganholi Fernandes, da mesma instituição, e dos pesquisadores chilenos Aldo Delgado, da Universidade de Concepción, e Omar Jiménez, da Universidade de Antofagasta.

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