Pesquisadores da Universidade de Oxford alcançaram a primeira demonstração de quadsqueezing, um efeito quântico de quarta ordem, utilizando um único íon aprisionado. O avanço, publicado em 1º de maio na Nature Physics, introduz um método inovador para projetar interações quânticas complexas. Essa descoberta pode aprimorar a simulação, a detecção e a computação quântica.
Cientistas da Universidade de Oxford desenvolveram uma técnica que combina duas forças controladas com precisão sobre um único íon aprisionado para gerar formas avançadas de squeezing (compressão). Isso inclui o squeezing padrão, o trisqueezing e o quadsqueezing — uma interação de quarta ordem anteriormente inalcançável. O método utiliza a não comutatividade, na qual a ordem das forças altera os resultados, amplificando os efeitos mais de 100 vezes mais rápido do que as abordagens convencionais, segundo a autora principal, Dra. Oana Băzăvan, do Departamento de Física de Oxford.A Dra. Băzăvan explicou: “No laboratório, interações não comutativas são frequentemente vistas como um transtorno porque introduzem dinâmicas indesejadas. Aqui, adotamos a abordagem oposta e usamos esse recurso para gerar interações quânticas mais fortes.” Ao ajustar frequências, fases e intensidades, a equipe alternou entre os níveis de squeezing enquanto minimizava o ruído. As medições do movimento quântico do íon confirmaram padrões distintos para cada ordem de squeezing.O trabalho baseia-se em uma teoria de 2021 dos doutores Raghavendra Srinivas e Robert Tyler Sutherland. O coautor do estudo, Dr. Srinivas, afirmou: “Fundamentalmente, demonstramos um novo tipo de interação que nos permite explorar a física quântica em território desconhecido, e estamos genuinamente animados com as descobertas que virão”.Os pesquisadores estão estendendo a técnica para sistemas de múltiplos modos e combinando-a com medições de spin para simular teorias de calibre de rede. A abordagem utiliza ferramentas de plataformas quânticas existentes, potencialmente ampliando suas aplicações em medições precisas e computadores quânticos.