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Física & Química

Entrelaçamento quântico, o teletransporte no mundo quântico

No mundo macroscópico o teletransporte não é possível, mas é algo de praxe no mundo quântico. Chama-se entrelaçamento quântico.

Entrelaçamento quântico
Um chip semicondutor de processador quântico é conectado a uma placa de circuito no laboratório de John Nichol, professor assistente de física da Universidade de Rochester. Nichol e Andrew Jordan, professor de física, estão explorando novas maneiras de criar interações quântico-mecânicas entre elétrons distantes, prometendo grandes avanços na computação quântica. (Crédito: Universidade de Rochester / J. Adam Fenster)

Se você fosse um elétron você poderia se teletransportar. Lamento te informar, mas no mundo macroscópico o teletransporte não é possível, mas é algo de praxe no mundo quântico. Chama-se entrelaçamento quântico.

O mundo quântico é um mundo complicado, diferente. Nem o teletransporte é como imaginamos nas ficções científicas. Está mais para um transporte de informações, e não de matéria.

Esse teletransporte é algo muito útil para a computação quântica, já que os dados não estão limitados pela velocidade da luz, que já é muito rápida. Então, é algo praticamente instantâneo.

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O fenômeno já havia sido realizado com fótons – as partículas da luz – em chips de computador no ano passado, mas agora foi feito novamente, só que dessa vez utilizando elétrons.

Esse teletransporte é cientificamente chamado de entrelaçamento quântico, vulgo “ação fantasmagórica à distância”, apelido que Einstein deu para debochar, pois duvidava, já que na época era plenamente teórico. 

Resumidamente, no entrelaçamento quântico, você faz com que duas partículas distintas “sejam uma só”. Se você tem um fóton aqui na Terra e outro lá em Plutão, o que você fizer nele aqui acontecerá instantaneamente no outro.

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Para efeitos de comparação, se você enviar um sinal de rádio para Plutão – que em termos astronômicos nem é longe -, o sinal levará quase cinco horas para chegar lá. Com um entrelaçamento quântico é instantâneo.

O novo trabalho é dividido em dois artigos, um publicado no periódico Nature Communications e o outro publicado na Physical Review X. Neles, as equipes exploram novas maneiras de se fazer o entrelaçamento quântico.

Qual a utilidade disto?

Em seu computador, ou smartphone, neste momento você está enxergando apenas a interface visual. Por trás disso há uma linguagem de programação e por trás dela ainda há os códigos binários.

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Basicamente, os códigos binários podem ser representados de diversas formas – Verdadeiro ou Falso, Sim ou Não. Na computação é utilizado 0 e 1, os bits. Por meio deles, é possível transmitir qualquer coisa.

A vantagem de se utilizar partículas quânticas, é que elas não precisam assumir zero ou um. Elas podem ser o zero e um ao mesmo tempo, e isso é chamado de qubit, ou quantum bits.

Se já fizeram em fótons, para que fazer em elétrons?

Fótons são verdadeiros viajantes espaciais. Eles estão sempre vagando a 300 mil quilômetros por segundo pelo universo. Enquanto isso, você tem vários elétrons “parados” em seu entorno, já que constituem a matéria.

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Isso abre um leque de aplicações gigantesco em semicondutores – materiais intermediários entre isolantes e condutores. São utilizados, por exemplo, em placas de circuito.

Como eles fizeram isso?

Há um termo chamado momento magnético, que é uma forma de abstrair um fenômeno. O momento magnético é um vetor. Esse vetor pode estar apontando para cima ou para baixo, por exemplo.

Se o spin de duas partículas possuem o mesmo momento magnético, elas não podem se sobrepor, ou seja, não podem ocupar o mesmo local no espaço e tempo. Caso isso ocorresse, esse estado quântico iria se alternar no tempo.

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E ele o fizeram. Eles sobreporam os elétrons e conseguiram realizar esse “efeito fantasmagórico à distância.

Com informações de Universidade de Rochester

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É divulgador científico por paixão. Gradua-se em Física pela UFSCAR e atua principalmente na Ciencianautas e SoCientífica.


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