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Física & Química

Pesquisadores realizam teletransporte quântico a 44 km de distância com 90% de precisão

Sistema de foco via laser. (CQNET).

Não é um teletransporte literal, como geralmente pensamos, com a matéria sumindo aqui e aparecendo ali. Na verdade, o teletransporte quântico é muito mais realístico e possui diversas aplicações para o desenvolvimento da tecnologia. Essa é a importância de um teletransporte quântico a 44 km de distância de alta precisão. 

Uma grande equipe de pesquisadores conseguiu realizar o feito, e descreveram o experimento em um artigo publicado em dezembro de 2020 no periódico PRX Quantum.

Um dos nós da rede quântica. (CQNET).

O que é esse teletransporte?

Um teletransporte quântico depende de um fenômeno que já abordamos anteriormente – o entrelaçamento quântico (ou emaranhamento quântico). O fenômeno consiste em tornar duas partículas “em uma só”. É como se duas partículas tivessem a mesma essência; um “boneco de vodu quântico”.

Einstein chamava, em um tom de deboche, de “ação fantasmagórica à distância”, já que enquanto vivo ninguém o fez experimentalmente. O fenômeno parece quebrar a lei de que nada corre mais rápido do que a luz. 

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Vamos utilizar um exemplo prático. A menor distância possível entre Marte e a Terra é de cerca de 54,6 milhões de quilômetros. Nessa distância, a luz leva cerca de três minutos de viagem. Então, todas as comunicações entre os dois planetas possuem esse delay. No entanto, com duas partículas entrelaçadas, uma modificação que eu faço aqui ocorre lá instantaneamente, sem quebrar a regra de que nada viaja mais rápido do que a luz.

Todas as nossas comunicações digitais ocorrem por meio de bits – isto é, zero e um. Então, podemos utilizar estados quânticos binários para simular bits (os bits quânticos, ou qubits). Dessa forma, posso escrever qualquer informação por meio de uma partícula, e comunicar Marte instantaneamente com o entrelaçamento quântico

Alguns dos equipamentos e cabos da rede. (Fermilab).

Teletransporte quântico e a internet

O principal desafio é tornar o método mais eficiente e realizá-lo em grandes distâncias. E é isso que os pesquisadores fizeram. Ainda não são distâncias realmente grandes, mas já é um salto considerável. Além disso, para o método deles, com fótons, necessita-se de um cabo de fibra óptica para ligar as partículas.

A principal aplicação na qual a equipe foca é na internet quântica. Se você joga algum jogo competitivo deve valorizar um baixo atraso. Mesmo que as distâncias na Terra não sejam tão grandes, há atrasos de milissegundos nas comunicações – o suficiente para atrapalhar jogos e programas que operam em bolsas de valores, por exemplo, além de inúmeras outras implicações sérias. Mas o emaranhamento quântico reduziria esse atraso drasticamente.

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Um estudante da Caltech ajusta um equipamento criogênico que armazena alguns sensores. (CQNET).

“Com esta demonstração, estamos começando a lançar as bases para a construção de uma rede quântica metropolitana na área de Chicago”, diz em um comunicado Panagiotis Spentzouris, pesquisador na Fermilab. Os pesquisadores citam Chicago, especificamente, pois os principais participantes da pesquisa são de Chicago. 

O Fermilab é subordinado ao Departamento de Energia dos Estados Unidos, que deseja construir uma rede nacional de internet quântica.

“O feito é um testemunho do sucesso da colaboração entre disciplinas e instituições, que impulsiona muito do que realizamos na ciência”, disse o Diretor Adjunto de Pesquisa do Fermilab, Joe Lykken. “Elogio a equipe IN-Q-NET e nossos parceiros na academia e na indústria por esta conquista inédita em teletransporte quântico”.

O estudo foi publicado no periódico PRX Quantum

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Com informações de Science Alert e University of Chicago News.

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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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