Ao investigar os efeitos sutis da meca¢nica qua¢ntica, todos os parametros no sistema e suas medidas precisam ser ajustados com precisão para observar o resultado que vocêespera.

Os efeitos que Vuletic e colegas observam dependem dos fatores que alimentam os "valores de expectativa" dos experimentos qua¢nticos. Os valores de expectativa descrevem o resultado manãdio de um cena¡rio qua¢ntico e equivale ao produto de cada valor possí­vel e sua probabilidade. Vuletic e seus colaboradores concentraram seus estudos em cenários onde a média édominada por eventos raros , como uma loteria em que todos ganham uma pequena quantia em média, embora, na verdade, apenas algumas pessoas ganhem quantias enormes. Na meca¢nica qua¢ntica, a luz a s vezes também toma o caminho menos percorrido e, como mostram os pesquisadores, isso realmente pode fazer toda a diferença.

Os pesquisadores observaram as interações entre fa³tons - um fa³ton de sinal e um fa³ton auxiliar - seguindo diferentes caminhos atravanãs de um conjunto de a¡tomos frios em uma cavidade. Cada fa³ton pode interagir com os a¡tomos, e essa interação tem a assinatura de como o outro fa³ton interagiu, dando uma interação indireta entre os dois fa³tons. As interações deixam sinais indicadores no fa³ton, como uma mudança de fase, que enquanto zero na ressonância se afasta da ressonância positiva ou negativa, dependendo de qual lado da ressonância do sistema os parametros estãosintonizados.

Mahdi Hosseini , da Universidade de Purdue, explica que eles observaram uma mudança de fase média enquanto estudavam a interação. "Lembro-me de que Vladan fez um ca¡lculo uma noite e o enviou para nós, e olhamos para ele e, inicialmente, achei que não podia funcionar", diz Hosseini. O ca¡lculo sugeriu resultados surpreendentes para um regime em que havia uma alta probabilidade de uma medição auxiliar de fa³tons associada a uma baixa mudança de fase no feixe de sinal (como pode ser o caso pra³ximo a  ressona¢ncia). Nas raras ocasiaµes em que essa não éa medida registrada para o fa³ton auxiliar, a mudança de fase para o feixe de sinal deve ser grande para que o produto com baixa probabilidade ainda atenda ao valor esperado.

"Ficamos mais empolgados do que surpresos", diz Hosseini. "Ingenuamente, quando vocêolha para a média, não espera ver nenhuma mudança de fase na ressona¢ncia, nem mesmo uma pequena mudança de fase; espera não ver nenhuma. Mas acontece que, mudando o processo de medição, vocêpode mudar isso em estados altamente interativos, e isso foi surpreendente ".

Os pesquisadores apontam que protocolos que também amplificam sinais foram demonstrados em outros sistemas atravanãs de " amplificação silenciosa " e " medições fracas ". Esses protocolos oferecem aprimoramentos por fatores entre dois e cinco, com uma probabilidade muito pequena. "Se a fidelidade vezes a probabilidade émuito menor que 50%, não érealmente útil para detectar, por exemplo", explica Hosseini. Por outro lado, Hosseini, Vuletic e seus colaboradores foram capazes de demonstrarmudanças de fase atéÏ€ / 2, onde a mudança de fase média éÏ€ / 80 e amplificação do número de fa³tons por um fator de cerca de 30. Embora esses eventos permanea§am raros, a probabilidade émais promissor para aplicações prática s.

"Antes, as pessoas pensavam nessa amplificação silenciosa e em qualquer mudança de fase como campos completamente da­spares", acrescenta Vuletic. "Mostramos que éa mesma coisa, e vocêpode ter uma pequena alteração de parametros para passar dasmudanças de fase para obter ganhos".

Existem muitas tecnologias de rede qua¢ntica emergentes que enfrentam um obsta¡culo na ausaªncia de uma tecnologia prática para amplificar sinais, como comunicação qua¢ntica de longa distância ou ao conectar vários computadores qua¢nticos, cada um com um número gerencia¡vel de qubits para aumentar a capacidade de processamento . "Perdas e decoeraªncia são sempre um problema", diz Vuletic.

Enquanto o Vuletic agora trabalha em "supera¡tomos" que podem aumentar o acoplamento de fa³tons, o trabalho de Hosseini estãoabordando o mundo mais confuso do estado sãolido para replicar o fena´meno em cristais com a­ons de terras raras. Esses sistemas não são tão limpos porque não épossí­vel ter um conhecimento tão preciso do ambiente ao redor dos a­ons quanto para conjuntos de a¡tomos totalmente homogaªneos. No entanto, se o princa­pio puder ser demonstrado nesses sistemas, ele podera¡ oferecer uma base mais prática para aplicativos e atémultiplexar os efeitos para adicionar probabilidades para cada cena¡rio.