Um feito inédito com luz solar
Uma equipe internacional de cientistas da Alemanha e do Canadá alcançou um marco na física quântica ao demonstrar pela primeira vez a geração de entrelaçamento quântico entre fótons usando luz solar. Ademais, o experimento, descrito na revista Optica, confirma previsões teóricas que até então não haviam sido verificadas com a luz do Sol. A descoberta foi divulgada pelo Site Inovação Tecnológica em 07/08/2026.
O feito representa um avanço significativo, pois a produção de fótons entrelaçados normalmente depende de lasers de alta potência e configurações complexas. Dessa forma, com a nova técnica, a luz natural pode se tornar uma fonte acessível e sustentável para aplicações quânticas, como comunicação segura e computação quântica.
O dispositivo e seus componentes
O elemento primário do dispositivo é um concentrador solar totalmente de vidro, em forma de cone. Em seguida, ele concentra a luz solar coletada por uma lente Fresnel do tamanho de uma janela em uma fibra óptica da espessura de um fio de cabelo, focando-a em um cristal não-linear minúsculo. Essa arquitetura permite que a luz seja amplificada e direcionada com precisão para o processo de geração de entrelaçamento.
De acordo com os pesquisadores, a escolha do formato cônico foi crucial para maximizar a eficiência da concentração. Consequentemente, o sistema é capaz de transferir a energia solar de uma área ampla para um ponto extremamente pequeno, onde ocorrem os fenômenos quânticos necessários à criação dos fótons entrelaçados.
O fenômeno do entrelaçamento
O entrelaçamento quântico é um fenômeno no qual duas ou mais partículas ficam correlacionadas de tal maneira que o estado de uma não pode ser descrito independentemente do estado da outra. Trabalhos teóricos anteriores previram, e experimentos com LEDs mostraram, que a luz pode permanecer desordenada em uma propriedade enquanto produz fótons entrelaçados em outra. No entanto, a demonstração com luz solar era um passo inédito.
No experimento, os pesquisadores utilizaram a técnica baseada na conversão descendente espontânea em fase, um processo óptico não-linear no qual um fóton é convertido em dois fótons entrelaçados. Além disso, a comprovação experimental desse processo com luz solar abre novas perspectivas para o estudo de fundamentos da mecânica quântica e para o desenvolvimento de tecnologias baseadas em fótons.
Potenciais extensões e aplicações
Além de validar o conceito, a técnica demonstrou ser versátil. Por exemplo, os cientistas destacam que a conversão descendente espontânea em fase poderá ser estendida a outros métodos ópticos não-lineares, como a mistura de quatro ondas. Essa possibilidade amplia o leque de ferramentas disponíveis para a geração de entrelaçamento quântico, permitindo que diferentes abordagens sejam adaptadas para uso com fontes naturais de luz.
Os resultados também apontam que o entrelaçamento quântico pode ser obtido mesmo com a luz solar, que é uma fonte incoerente e com um amplo espectro de frequências. Todavia, isso desafia a ideia de que fótons entrelaçados exigem fontes de luz extremamente controladas e coerentes, o que pode simplificar futuros experimentos.
Próximos passos e publicação
Após o experimento comprovar o conceito, os pesquisadores estão trabalhando no desenvolvimento de um produto viável para uso em campo. Portanto, o foco agora é aprimorar o brilho e a qualidade do entrelaçamento, aspectos essenciais para que a técnica saia do laboratório e se torne uma ferramenta prática. A equipe pretende otimizar o dispositivo para aplicações em comunicações quânticas e em sistemas de metrologia.
O artigo intitulado ‘Generating quantum entanglement from sunlight’, com autoria de Cheng Li, Jasvinder Brar, Michael Kublbock, Jeremy Upham, Hanieh Fattahi e Robert W. Boyd, foi publicado na revista Optica, vol. 13, issue 8, pp. 1508-1514, com DOI 10.1364/OPTICA.601797. Em resumo, a pesquisa é um exemplo de colaboração internacional que combina conhecimento em óptica, engenharia e física quântica para explorar novas fronteiras tecnológicas.
Fonte
- www.inovacaotecnologica.com.br
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