Circuito Quântico Detecta os Sinais de Rádio Mais Fracos Possíveis (Fótons Individuais)

Nova Arquitetura de Eletrodinâmica Quântica de Circuito Alcança Nível Quântico em Radiofrequência

Físicos da TU Delft (Holanda) construíram circuito quântico que detecta passos quânticos minúsculos (fótons) em sinais de radiofrequência — os sinais mais fracos permitidos pela mecânica quântica.

Passos Quânticos em Radiofrequência

Na mecânica quântica, energia vem em "quanta" (pedacinhos discretos). Analogia: empurrar carrinho de compras. Física clássica: empurrão extra = mais energia/velocidade contínua. Quântica: só pode aumentar energia um "passo quântico" por vez. Passos são minúsculos; quase nenhum dispositivo detecta passo único com precisão. Mesmo vale para ondas de rádio.

O novo circuito (chip 1×1 cm) permite leitura e manipulação de ressonador de radiofrequência no nível quântico. Arquitetura também interfaceia eletrodinâmica quântica de circuito com outros sistemas físicos na faixa de megahertz (ex: osciladores mecânicos macroscópicos, sistemas de spin).

Além Sensoriamento: Gravidade Quântica

Equipe quer ir além de aplicações em sensoriamento quântico: explorar gravidade quântica. Embora eletromagnetismo quântico formulado nos anos 1920, físicos não conseguiram encaixar gravidade na mecânica quântica.

Plano: usar "rádio quântico" para ouvir/manipular vibrações quânticas de objetos grandes; tentar combinar gravidade quântica e mecânica. Se bem-sucedido, poderiam criar superposição quântica do próprio espaço-tempo — exigindo entendimento profundo de relatividade geral + mecânica quântica.

Referência: ScienceMag | doi:10.1126/science.aaw3101 | Delft University of Technology