Caros Leitores;
Hoje, a NASA está comemorando o Dia Mundial do Quântico e as pesquisas em andamento em todo o país, desde um detector quântico até experimentos gerenciados internamente.
O escritório do programa de Comunicações e Navegação Espacial (SCaN) da agência está utilizando essa pesquisa quântica para aprofundar a maneira como a NASA se comunica, à medida que a agência continua a explorar mais o espaço.
“O SCaN está trabalhando em experimentos quânticos, simulações e muito mais para ajudar a construir o futuro das comunicações espaciais”, disse Badri Younes, vice-administrador associado do programa SCaN da NASA. “Nossa pesquisa e desenvolvimento tecnológico permitirá que a NASA explore com mais segurança do que nunca”.
Laboratório Quântico do Goddard Space Flight Center
O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, está utilizando seu novo laboratório quântico para realizar experimentos de comunicação quântica.
Harry Shaw, líder de atividades de computação e comunicações quânticas do Goddard Space Flight Center da NASA, oferece a Barbara Adde, diretora de políticas e comunicações estratégicas da SCaN, e aos visitantes um tour pelo laboratório quântico.
Créditos: NASA
Harry Shaw, líder de atividades de computação e comunicações quânticas, é o mestre por trás do laboratório. Ele criou o laboratório quântico, identificou experimentos e encontrou fornecedores de equipamentos comerciais aplicáveis. Shaw está estabelecendo um caminho de serviços de comunicação quântica realizando experimentos relacionados ao emaranhamento quântico – o fenômeno pelo qual um par de partículas é gerado de tal forma que os estados quânticos individuais de cada um são indefinidos até serem medidos, e o ato de medir um determina o resultado de medir o outro, mesmo separados por grandes distâncias.
O laboratório quântico Goddard é composto por funcionários em tempo integral e estagiários que participam do SCaN Internship Project (SIP) . Como mentor por mais de 20 anos, Shaw orientou muitos estudantes que trabalham com tecnologias de comunicação espacial. Ele desenvolve parcerias com universidades e outras agências governamentais para identificar estagiários em busca de pós-graduação e doutorado de nível superior que se cruzam com comunicações quânticas e os convida para estagiar no laboratório.
“Após o início de cada sessão de estágio, lideramos as atividades de pesquisa e desenvolvimento dos alunos envolvidos em comunicações espaciais utilizando tecnologia de micro-ondas, ótica e quântica”, disse Shaw. “Orientamos os alunos mais novos durante o estágio e os ajudamos a aplicar seus conhecimentos e experiências em projetos valiosos da NASA que beneficiam a agência e os alunos”.
Os estagiários trabalham ao lado dos funcionários para supervisionar o laboratório e realizar vários experimentos em andamento. Um desses experimentos é uma investigação sobre serviços de gerenciamento de dados baseados em nuvem. Os estagiários trabalham com um engenheiro de segurança de TI líder para desenvolver serviços de nuvem quântica de acordo com todos os requisitos de segurança de TI da NASA. Outros experimentos incluem estudar o momento angular óptico, desenvolver circuitos quânticos e avaliar a computação quântica como um serviço, o que eliminaria a necessidade de desenvolver ou comprar computadores quânticos muito caros.
A computação quântica é baseada em bits quânticos ou qubits. Ao contrário dos computadores tradicionais, nos quais os bits devem ter um valor de zero ou um, um qubit pode representar zero, um ou ambos os valores simultaneamente. A representação de informações em qubits permite que as informações sejam processadas de maneiras que não têm equivalente na computação clássica, aproveitando fenômenos como o emaranhamento quântico. Como tal, os computadores quânticos podem teoricamente ser capazes de resolver certos problemas em poucos dias que levariam milhões de anos em um computador clássico.
Detector Quântico do Laboratório de Propulsão a Jato
O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (JPL) no sul da Califórnia desenvolveu um dispositivo que pode contar um grande número de fótons únicos com uma precisão incrível. O detector Performance-Enhanced Array for Counting Optical Quanta (PEACOQ) pode transformar a forma como os computadores quânticos, localizados a milhares de quilômetros de distância, trocam grandes quantidades de dados quânticos. “A transmissão de informações quânticas por longas distâncias tem sido, até agora, muito limitada”, disse Ioana Craiciu, membro da equipe do projeto PEACOQ, bolsista de pós-doutorado no JPL. “Uma nova tecnologia de detector como o PEACOQ pode medir fótons individuais com uma precisão de uma fração de nanossegundo, permitindo o envio de informações quânticas a taxas mais altas e distâncias maiores.” Para mais informações sobre o detector PEACOQ do JPL, confira este artigo: https://go.nasa.gov/3LxsmjD
Os membros da equipe PEACOQ estão ao lado de um criostato JPL que foi usado para testar o detector. Créditos: NASA
Simulações quânticas do Glenn Research Center
A equipe de comunicações quânticas do Glenn Research Center da NASA em Cleveland estuda tecnologias e arquiteturas que podem permitir redes quânticas baseadas no espaço.
O estagiário da SCaN, Christopher Nadeau, ajustando equipamentos no Laboratório de Metrologia Quântica no Glenn Research Center da NASA. Créditos: NASA
A equipe, liderada pelo investigador principal Dr. John Lekki, caracteriza dispositivos quânticos de última geração em laboratório e alimenta essas informações de desempenho em modelos, para que o desempenho do hardware possa ser analisado em arquiteturas de rede baseadas no espaço. Esta verificação e validação de hardware quântico e modelos de rede é o foco do Laboratório de Metrologia Quântica da NASA (NQML).
A equipe do NQML, que frequentemente inclui alunos participantes do Projeto de Estágio SCaN, realiza atividades experimentais e teóricas. Chris Nadeau, um estagiário do segundo ano da SCaN, otimiza as simulações de troca de emaranhamento quântico. Ele escreve código, pesquisa os fundamentos matemáticos para possíveis recursos da simulação e desenvolve casos de teste para verificar a saída da simulação.
“Estamos tentando modelar as comunicações por satélite que utilizam fótons emaranhados como portadores de informação quântica para transmitir mensagens, em oposição aos métodos clássicos de comunicação atuais”, disse Nadeau. “Isso é de particular interesse devido à segurança garantida pelos princípios da mecânica quântica, e as simulações de tais redes são fundamentais para o eventual desenvolvimento de comunicações quânticas do mundo real em longas distâncias”.
Equipe QUAIL do Centro de Pesquisa Ames
O Laboratório de Inteligência Artificial Quântica da NASA (QuAIL), no Ames Research Center, na Califórnia, avalia o potencial dos computadores quânticos. O objetivo da equipe QuAIL é demonstrar que a computação quântica pode um dia melhorar drasticamente os empreendimentos de exploração espacial da NASA.
A Dra. Eleanor Rieffel e sua equipe de engenheiros realizam análises teóricas e empíricas de computação quântica e algoritmos e investigam suas aplicações com problemas computacionais desafiadores. Saiba mais aqui: https://go.nasa.gov/40Jz0I6
O Dia Mundial do Quântico envolve o público na compreensão e discussão da ciência e tecnologia quântica. A Quantum nos ajuda a entender a natureza em seu nível mais significativo, desenvolver tecnologias que são cruciais para a vida cotidiana e potencialmente revolucionar o futuro da ciência e da tecnologia.
O escritório do programa de Comunicações e Navegação Espacial (SCaN) fornece financiamento para esforços quânticos no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland; Centro de Pesquisa Glenn da NASA em Cleveland, Ohio; e o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia. O escritório do programa SCaN apóia o Diretório de Missões de Operações Espaciais na sede da NASA em Washington.
Imagem do banner: O Dia Mundial do Quântico é um evento internacional voltado para a comunidade em 14 de abril para despertar o interesse e gerar entusiasmo pela mecânica quântica. O Escritório Nacional de Coordenação Quântica, parte do Escritório de Política Científica e Tecnológica da Casa Branca, tem o prazer de participar do Dia Mundial do Quântico, juntamente com agências do governo federal. Crédito: Escritório Nacional de Coordenação Quântica.
By Kendall Murphy
NASA's Goddard Space Flight Center
Para saber mais, acesse o link abaixo>
Fonte:NASA / Editor: Katherine Schauer / Publicação 13-04-2023
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/nasa-celebrates-world-quantum-day
Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
Acesse abaxo, os links das Livrarias>
https://www.amazon.com/author/heliormc57
https://publish.bookmundo.pt/site/userwebsite/index/id/helio_ricardo_moraes_cabral/allbooks
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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