Aproximar materiais de ponto crítico quântico amplifica entrelaçamento com luz, revela estudo

Uma nova pesquisa teórica revelou que aproximar materiais de um ponto crítico quântico pode amplificar drasticamente o entrelaçamento com a luz. A descoberta abre caminho para tecnologias quânticas mais acessíveis e eficientes.

O entrelaçamento quântico é um fenômeno em que partículas permanecem conectadas, de modo que as propriedades de uma influenciam instantaneamente as da outra. Criar esse estado em sistemas macroscópicos com muitos átomos era um desafio até agora.

Qimiao Si, professor de Física e Astronomia da Universidade Rice, liderou a pesquisa. Ele explicou que, ao colocar a matéria em uma cavidade espelhada e forçá-la em direção ao ponto crítico quântico, o limiar para o entrelaçamento com fótons diminui.

O ponto crítico quântico é o limiar em que um material transita entre duas fases quânticas distintas. A proposta usa métodos não térmicos, como pressão ou alteração química, para aproximar o material desse ponto.

Quando luz e matéria se entrelaçam, suas propriedades passam a refletir uma à outra. Se o material transita para outra fase enquanto está entrelaçado, a própria luz também transita, destacou Shouvik Sur, coautor do estudo.

Físicos experimentais poderiam extrair o entrelaçamento quântico usando luz e estudar os estados emaranhados em diversas fases. A técnica pode ser aplicada em sensores quânticos de próxima geração, área de intensa competição global.

Em pesquisa anterior, o grupo de Si descobriu que o entrelaçamento quântico é amplificado em materiais críticos conhecidos como metais estranhos. A nova teoria oferece um método prático para extrair esse entrelaçamento.

Após os fótons e a matéria se entrelaçarem, a luz pode ser retirada da cavidade. A pesquisa, publicada na Nature Communications, contou com a participação de Yiming Wang, estudante de pós-graduação e coautor principal.

Si avaliou que o método revela um caminho para usar luz quântica na recuperação do entrelaçamento da matéria. Isso pode estabelecer bases para extrair recursos do entrelaçamento e viabilizar novas funcionalidades em materiais quânticos.

Conforme reportado pelo portal phys.org, o estudo foi divulgado na Nature Communications.