Uma internet qua¢ntica via¡vel - uma rede na qual as informações armazenadas em qubits são compartilhadas por longas distâncias por meio do emaranhamento - transformaria os campos de armazenamento de dados, sensoriamento de precisão e computação, inaugurando uma nova era de comunicação.

Este maªs, os cientistas do Fermi National Accelerator Laboratory - um laboratório nacional do Departamento de Energia dos Estados Unidos afiliado a  Universidade de Chicago - junto com parceiros de cinco instituições deram um passo significativo na direção de realizar uma internet qua¢ntica .

Em um artigo publicado na PRX Quantum, a equipe apresenta pela primeira vez uma demonstração de um teletransporte sustentado de longa distância de qubits feitos de fa³tons (parta­culas de luz) com fidelidade superior a 90%.

Os qubits foram teletransportados atravanãs de uma rede de fibra a³ptica de 27 milhas (44 quila´metros) de comprimento usando detectores de fa³ton aºnico de última geração, bem como equipamentos disponí­veis no mercado.

"Estamos entusiasmados com esses resultados", disse o cientista do Fermilab Panagiotis Spentzouris, chefe do programa de ciência qua¢ntica do Fermilab e um dos co-autores do artigo. "Esta éuma conquista fundamental no caminho para a construção de uma tecnologia que redefinira¡ a forma como conduzimos a comunicação global."

A conquista vem poucos meses depois que o Departamento de Energia dos Estados Unidos revelou seu projeto para uma internet qua¢ntica nacional em uma entrevista coletiva na Universidade de Chicago.

O teletransporte qua¢ntico éuma transferaªncia "desencarnada" de estados qua¢nticos de um local para outro. O teletransporte qua¢ntico de um qubit éalcana§ado usando emaranhamento qua¢ntico, no qual duas ou maispartículas estãoinextricavelmente ligadas entre si. Se um par departículas emaranhadas écompartilhado entre dois locais separados, não importa a distância entre eles, a informação codificada ételetransportada.

A equipe conjunta - pesquisadores do Fermilab, AT&T, Caltech, Harvard University, NASA Jet Propulsion Laboratory e University of Calgary - teletransportou qubits em dois sistemas: Caltech Quantum Network e Fermilab Quantum Network. Os sistemas foram projetados, construa­dos, comissionados e implantados pelo programa de pesquisa paºblico-privado da Caltech em Redes e Tecnologias Quantum Inteligentes, ou IN-Q-NET.

"Estamos muito orgulhosos de ter alcana§ado este marco em sistemas de teletransporte qua¢nticos sustenta¡veis, de alto desempenho e escala¡veis", disse Maria Spiropulu, professora de física Shang-Yi Ch'en da Caltech e diretora do programa de pesquisa IN-Q-NET . "Os resultados sera£o melhorados ainda mais com as atualizações do sistema que esperamos concluir no segundo trimestre de 2021."

As redes Caltech e Fermilab, que apresentam processamento de dados quase auta´nomo, são compata­veis com a infraestrutura de telecomunicações existente e com dispositivos de armazenamento e processamento qua¢ntico emergentes. Os pesquisadores estãousando-os para melhorar a fidelidade e a taxa de distribuição de emaranhamento, com aªnfase em protocolos de comunicação qua¢ntica complexos e ciência fundamental.

"Com esta demonstração, estamos comea§ando a lana§ar as bases para a construção de uma rede qua¢ntica metropolitana na área de Chicago", disse Spentzouris.

A rede Chicagoland, chamada de Illinois Express Quantum Network, estãosendo projetada pelo Fermilab em colaboração com o Argonne National Laboratory, Caltech, Northwestern University e parceiros da indaºstria.

"A faznha éuma prova do sucesso da colaboração entre disciplinas e instituições, que impulsiona muito do que realizamos na ciaªncia", disse o vice-diretor de pesquisa do Fermilab, Joe Lykken. "Elogio a equipe IN-Q-NET e nossos parceiros na academia e na indústria por esta conquista inanãdita em teletransporte qua¢ntico.