Bits fotônicos são empacotados dentro de um chip

Efeito quântico possibilita codificar mais informações em cada bit - o esquema mostra o guia de onda no microchip de silício.[Imagem: Aseema Mohanty et al. - 10.1038/ncomms14010]

Bit multivalores

Um grupo de pesquisadores do Brasil e dos EUA conseguiu confinar dentro de um chip um sistema de bits fotônicos, que funcionam com base nas leis da mecânica quântica.

O efeito quântico possibilita codificar mais informações por bit, um fenômeno que está na base da busca pelos computadores quânticos e pelos computadores fotônicos, que substituam a eletricidade pela luz.

O que a equipe demonstrou é que o confinamento da luz em uma região muito pequena impõe restrições à sua propagação nas direções transversais ao eixo da sua “estrada”, o chamado guia de ondas, o que define diferentes modos espaciais possíveis para a onda luminosa.

Variando a geometria interna, é possível obter vários modos espaciais da onda, várias transições de um modo para o outro e, assim, codificar, para apenas um par de fótons, uma grande quantidade de informações.

Efeito quântico

O efeito quântico explorado foi a interferência luminosa conhecida como HOM (Hong-Ou-Mandel). Descoberta em 1987 por Chung Ki Hong, Zhe Yu Ou e Leonard Mandel, essa interferência ocorre quando dois fótons virtualmente idênticos atingem, um de cada lado, um vidro que é 50% transparente e 50% refletor.

Quando os fótons atingem o vidro, quatro situações são possíveis: 1) o fóton que vem de cima é refletido e o fóton que vem de baixo é transmitido; 2) ambos os fótons são transmitidos; 3) ambos os fótons são refletidos; 4) o fóton que vem de cima é transmitido e o fóton que vem de baixo é refletido.

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