Complexidade aumenta eficiência de comunicação quântica
Uma equipe internacional de físicos de instituições do Brasil, Chile e Suíça analisaram a eficiência de sistemas de comunicação que utilizam fenômenos puramente quânticos para codificar, transmitir e processar informação. Os pesquisadores descobriram que quanto mais complexo for o fenômeno quântico utilizado pelo sistema, maior a sua eficiência. Por um estudo teórico e experimentos, o físico Breno Marques, da Universidade Federal do ABC (UFABC) e seus colegas mostraram em que condições um sistema de comunicação puramente quântico supera a eficiência de um sistema clássico auxiliado pelo fenômeno quântico do emaranhamento.
Os pesquisadores compararam dois cenários diferentes. No primeiro, duas partes separadas recebem e transmitem informação entre si por meio de um sistema de comunicação clássica. O conjunto de dados de informação das partes, porém, é correlacionado pelo fenômeno quântico do emaranhamento, o que aumenta a eficiência da comunicação em relação a um sistema puramente clássico. No segundo cenário, tanto os dados, quanto o sistema pelo qual são comunicados são realizados por sistemas quânticos. O estudo mostrou que a eficiência do segundo cenário supera a do primeiro quando o sistema quântico utilizado possui seis ou mais dimensões.
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“A análise numérica desse problema mostra que, para dimensões acima de seis, o caso do envio por um sistema quântico é mais eficiente que o caso assistido pelo emaranhamento”, explica Marques. “O trabalho demonstra que há casos de problemas de comunicação quântica em que é melhor usar estratégias que não envolvam o emaranhamento”.
Os resultados foram verificados em experimentos realizados no laboratório do físico Gustavo Lima, na Universidade de Concepción, no Chile. Lima e Marques colaboraram com Daniel Martínez e Mauricio Casanova, da Universidade de Concepción, Gustavo Cañas, da Universidade de Bio-Bio, em Concepción, e Armin Tavakoli, da Universidade de Genebra, Suíça. A equipe utilizou um sistema de comunicação quântica codificando informação pelo estado de momento transversal de um fóton. A dimensão do sistema era controlada pelo número de fendas que um fóton atravessava. “Fizemos medidas para dimensões seis, sete, oito, nove e dez”, diz Marques. “Mostramos que para todos esses casos superamos o máximo de eficiência que é possível usando emaranhamento”.
Foto: American Physical Society, 2018
Fonte: SBF
Notícia publicada originalmente em www.brasilcti.com.br/pesquisa/complexidade-aumenta-eficiencia-de-comunicacao-quantica/