Osciladores harmônicos quânticos aparecem em quase toda descrição da física moderna, desde campos eletromagnéticos até vibrações moleculares. Suas excitações são bósons, como fótons ou fônons, e quando as interações são lineares (criam ou aniquilam um bóson por vez) o resultado são os chamados estados coerentes de luz ou de movimento. Até aí, nada muito exótico.
O interessante começa quando entram em cena interações não lineares de ordem superior. Interações de segunda ordem geram o que se conhece como “squeezing” (compressão quântica), mas ordens mais altas produzem estados não gaussianos, úteis para computação quântica de variáveis contínuas. O problema é que esse tipo de interação costuma ser fraco ou exigir equipamento muito especializado. Uma alternativa que vem ganhando espaço é usar sistemas híbridos, onde uma interação linear acopla o oscilador a um spin.
Foi justamente esse caminho que um grupo de físicos seguiu, publicando os resultados na Nature Physics. Combinando duas interações bosônicas lineares dependentes de spin, conseguiram implementar interações não lineares de até quarta ordem em um único íon aprisionado. O resultado: demonstraram e caracterizaram não só o squeezing, sino también el “trisqueezing” y, por primera vez, el “quadsqueezing”, reconstruindo inclusive a função de Wigner do sistema. Não é pouca coisa: é a primeira vez que essa hierarquia completa de compressões quânticas é gerada e medida em um único experimento.
