Conversão de dois fótons em um estado emaranhado em seu momento angular total dentro de um sistema nanométrico.
Crédito: Shalom Buberman, Shultzo3d
Os fótons, partículas de luz, podem apresentar emaranhamento quântico de acordo com várias propriedades, como sua frequência ou polarização. No entanto, em estruturas menores que seu comprimento de onda, essas propriedades se fundem em uma única: o momento angular total. Essa descoberta abre caminho para novas aplicações em nanofotônica.
A equipe do Technion, liderada por Amit Kam e Shai Tsesses, publicou seus resultados na Nature. Eles conseguiram emaranhar fótons em sistemas nanométricos, não por suas propriedades habituais, mas por seu momento angular total. Esse emaranhamento foi confirmado por uma série de medições precisas.
Essa descoberta é a primeira nova forma de emaranhamento quântico identificada em mais de vinte anos. Ela pode permitir a criação de componentes quânticos mais compactos e eficientes, essenciais para as futuras tecnologias de comunicação e computação quântica.
Os pesquisadores também mapearam os estados quânticos dos fótons nesses sistemas nanométricos. Esse mapeamento é crucial para entender e explorar plenamente o potencial dessa nova forma de emaranhamento para aplicações tecnológicas.
O que é emaranhamento quântico?
O emaranhamento quântico é um fenômeno em que duas partículas se tornam tão intimamente ligadas que o estado de uma influencia instantaneamente a outra, independentemente da distância que as separa. Esse conceito, inicialmente criticado por Einstein, é hoje um pilar da física quântica.
Diferentemente das interações clássicas, o emaranhamento não requer força ou campo mediador. Ele se baseia nas leis probabilísticas da mecânica quântica, oferecendo possibilidades inéditas para a tecnologia.
A descoberta de novas formas de emaranhamento, como a do momento angular total, amplia ainda mais o campo de aplicações potenciais, especialmente na miniaturização de dispositivos quânticos.