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Um microscópio quântico foi inventado que pode ver o impossível

Impressão artística do trabalho do novo microscópio quântico da Universidade de Queensland. Crédito: University of Queensland

Em um grande salto científico, os pesquisadores da Universidade de Queensland criaram um microscópio quântico que pode revelar estruturas biológicas que de outra forma seriam impossíveis de ver.

Isso abre caminho para aplicações em biotecnologia e pode se estender ainda mais a campos que vão da navegação à imagem médica.

O microscópio é alimentado por emaranhamento quântico, um efeito que Einstein descreveu como “interações assustadoras à distância”.

close-up do microscópio quântico

Um microscópio quântico da Universidade de Queensland, pronto para focar em biologia que antes era impossível de ver. Crédito: University of Queensland

Foi o primeiro sensor baseado em emaranhamento com desempenho além da melhor tecnologia possível atual, disse o professor Warwick Bowen, do Laboratório de Óptica Quântica da Universidade de Queensland e do Centro de Excelência para Engenharia de Sistemas Quânticos (EQUS) da ARC.

“Esta descoberta irá desbloquear todos os tipos de novas tecnologias – de melhores sistemas de navegação a melhores máquinas de ressonância magnética, o que quiser”, disse o professor Bowen.

“Acredita-se que o emaranhamento esteja no centro da revolução quântica. Finalmente demonstramos que os sensores que os utilizam podem substituir a tecnologia não quântica atual.

“Isso é empolgante – é a primeira evidência de que o emaranhamento pode mudar o paradigma do sensoriamento.”

O Quantum Technologies Roadmap da Austrália vê os sensores quânticos estimulando uma nova onda de inovações tecnológicas em saúde, engenharia, transporte e recursos.

O grande sucesso do microscópio quântico da equipe foi sua capacidade de pular uma “barreira sólida” na microscopia de luz convencional.

Pesquisadores da University of Queensland (sentido anti-horário a partir do canto inferior esquerdo) Kaxteri Casasio, Warwick Bowen, Lars Madsen e Walid Mohamed alinham o microscópio quântico.

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“Os melhores microscópios ópticos usam lasers brilhantes que são bilhões de vezes mais brilhantes do que o sol”, disse o professor Bowen.

“Sistemas biológicos frágeis como a célula humana só podem sobreviver por um curto período de tempo neles e esse é um grande obstáculo.

“A reticulação quântica em nosso microscópio fornece 35 por cento de clareza aprimorada sem destruir a célula, permitindo-nos ver estruturas biológicas microscópicas que de outra forma seriam invisíveis.

“Os benefícios são claros – desde uma melhor compreensão dos sistemas vivos até técnicas de diagnóstico aprimoradas.”

Pesquisadores de microscópio quântico UQ

Pesquisadores da University of Queensland (sentido anti-horário a partir do canto inferior esquerdo) Kaxteri Casasio, Warwick Bowen, Lars Madsen e Walid Mohamed alinham o microscópio quântico. Crédito: University of Queensland

O professor Bowen disse que existem oportunidades ilimitadas para o emaranhamento quântico na tecnologia.

“Entanglement foi criado para revolucionar a computação, a comunicação e o sensoriamento”, disse ele. “A comunicação perfeitamente segura foi demonstrada há várias décadas como a primeira demonstração de uma vantagem quantitativa absoluta sobre as tecnologias tradicionais.

A computação é mais rápida do que qualquer computador convencional potencial que foi demonstrado pelo Google há dois anos, como a primeira evidência de vantagem absoluta na computação.

“A última peça do quebra-cabeça era a detecção e agora eliminamos essa lacuna.

“Isso abre a porta para algumas revoluções tecnológicas em grande escala.”

Referência: 9 de junho de 2021 natureza.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03528-w

A pesquisa foi apoiada pelo Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea dos Estados Unidos e pelo Conselho de Pesquisa Australiano.

Izer

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