Físicos de Oxford desbloqueiam duas novas formas de controle quântico com um único íon aprisionado

Por que isso importa. O quadrisqueezing oferece um controle mais refinado para a metrologia quântica, pois correlações de ordem superior podem superar o limite quântico padrão por margens maiores. Ele também abre um caminho para projetar estados quânticos complexos que sirvam como blocos de construção para a computação quântica tolerante a falhas e para sensores de próxima geração .

Gatos de Schrödinger construídos a partir do estranho, não do simples

O segundo avanço veio em junho de 2026, na Physical Review X. Estados de superposição quântica — frequentemente chamados de estados de gato de Schrödinger — são tipicamente montados a partir de pacotes de onda de estado coerente, o análogo quântico mais próximo de uma órbita clássica. A equipe de Oxford, no entanto, fez uma pergunta diferente: e se cada parte da superposição fosse, por si só, intrinsecamente não clássica?

Usando o movimento de um único íon aprisionado, os pesquisadores construíram superposições nas quais os dois componentes sobrepostos eram estados comprimidos — configurações quânticas onde a incerteza já está redistribuída de forma contraintuitiva. Ao programar o estado do íon com alta precisão, eles esculpiram superposições complexas e assimétricas que não eram possíveis antes .

O método dá aos físicos um controle programável sobre a forma e as propriedades do estado de gato. Em estados de gato convencionais, a incerteza quântica parece idêntica em ambos os ramos; aqui, ela difere, criando uma estrutura de interferência mais rica que poderia ser usada para correção de erros e testes fundamentais da mecânica quântica .

Por que isso importa. A correção de erros quânticos depende da codificação de informações em estados que sejam robustos contra ruídos. Gerar superposições a partir de componentes não clássicos, como estados comprimidos, pode produzir qubits lógicos que são inerentemente mais resilientes. O trabalho também aguça o campo de testes para questões fundamentais sobre decoerência e a transição do mundo quântico para o clássico .

Por que um único íon aprisionado?

Ambos os avanços compartilham um palco comum: um único íon aprisionado — provavelmente um isótopo de cálcio ou estrôncio — mantido quase imóvel por campos elétricos de radiofrequência. Um íon aprisionado combina dois sistemas quânticos diferentes: um estado eletrônico interno bem isolado, que atua como um qubit, e modos de movimento que podem ser resfriados a laser até o estado fundamental quântico. Essa natureza dupla torna os íons uma plataforma ideal para gerar e analisar estados quânticos complexos .

Crucialmente, o Grupo de Armadilhas de Íons de Oxford vem refinando essa plataforma há anos. Em junho de 2025, o mesmo grupo estabeleceu um recorde mundial de fidelidade de porta lógica para um único qubit, alcançando uma taxa de erro de apenas 0,000015%, ou um erro a cada 6,7 milhões de operações . Esse controle extremo sobre qubits individuais é a base que tornou possíveis os resultados de 2026 em quadrisqueezing e estados de gato.

Nem o quadrisqueezing nem os estados de gato programáveis vão aparecer em um computador quântico comercial amanhã. Mas juntos, eles preenchem duas lacunas diferentes na caixa de ferramentas quântica: um fornece um caminho mais rápido e limpo para o emaranhamento de alta ordem para sensoriamento e metrologia, enquanto o outro oferece uma nova maneira de moldar informações para a correção de erros. Ambos mostram que um único íon bem controlado continua sendo uma das plataformas mais versáteis para explorar — e explorar — as regras mais profundas da física quântica.