GIQSul – Grupo de Informação Quântica do Sul

Na teoria clássica da informação, a unidade básica de informação é o bit, contração do inglês “binary digit”. O bit representa o vetor de estado de um sistema físico e assume exclusivamente um de dois valores, costumeiramente 0 e 1. Nos discos rígidos (HD) dos computadores, o sistema físico em questão é uma região ferromagnética de dimensões submicrométricas cuja magnetização pode apontar para cima (bit 0) ou para baixo (bit 1).

À medida que as dimensões dos componentes computacionais diminuem, efeitos quânticos podem se tornar relevantes na codificação e na decodificação da informação. Isto se deve à própria natureza quântica dos sistemas físicos. Assim, na teoria quântica da informação, surgem os bits quânticos, ou q-bits, que descrevem vetores de estado num espaço de Hilbert de duas dimensões: $$ |\psi\rangle = \alpha |0\rangle + \beta |1\rangle \ . $$ A equação acima poderia representar, por exemplo, o estado quântico de superposição de um dipolo magnético num computador que operaria no nível molecular (dimensões subnanométricas).

No ramo da Ótica, o estado de polarização de um único fóton também pode ser interpretado como um q-bit: basta, por exemplo, associar o estado “0” à polarização vertical e o estado “1” à polarização horizontal. O q-bit codificado em um fóton é também conhecido como q-bit fotônico. Tal sistema, que pode ser utilizado na realização de portas lógicas e implementação de protocolos de comunicação, entre outras tarefas, tem a vantagem de ser relativamente fácil de ser produzido e manipulado em laboratório.

Prof. Renné L. C. Medeiros de Araújo