O sucesso do experimento abre novas possibilidades para as áreas de computação quântica e de comunicação.
Fontes: ScientificAmerican; Galileu; Hypescience.
Pela primeira vez na história, cientistas foram capazes de transportar uma partícula quântica chamada qutrit. O feito foi realizado por duas esquipes diferentes e abre uma série de novas possibilidades para a computação quântica e a comunicação.
Um bit é a menor unidade de informação que pode ser armazenada ou transmitida e, em sua configuração clássica, pode ser 0 ou 1 (como na computação clássica). Sua contrapartida quântica é o qubit, que é 0 e 1 ao mesmo tempo (como na computação quântica), pois sobrepõe ambos os estados de informação — um exemplo são os fótons, que podem exibir polarização horizontal ou vertical.
Anteriormente, pesquisadores já foram capazes de “teletransportar” essas partículas, pois são mais simples. Então, o que faz o novo feito ser tão especial? Um qutrit contém três unidades de informação, ou seja, pode ser 0, 1 ou 2 simultaneamente — o que significa que um qutrit incorpora e sobrepõe os três estados, tornando seu entendimento e manipulação muito mais complexos. A descoberta pode melhorar o processamento de computadores ou a quantidade de informação que pode ser enviada de uma só vez.
O processo
Para entender o “teletransporte”, primeiro é necessário explicar o conceito de “entrelaçamento quântico“: também chamado de emaranhamento quântico, ele ocorre quando duas partículas estão conectadas de forma a instantaneamente compartilharem seus estados físicos —, não importando quão grande seja a distância que as separa.
Sendo assim, a propriedade garante a interação remota entre as partículas emaranhadas, ou seja, ao mudar o estado de “A” você está diretamente transportando essa informação e mudando o estado de “B”. (O fenômeno é tão intrigante que até o físico Albert Einstein chegou a chamá-lo de “assustador”.)
Explicando melhor: no teletransporte quântico, os estados de duas partículas emaranhadas são o fator transportado. Isso significa que ao alterar o spin de um elétron, por exemplo, sua partícula “gêmea” também se modificará — mesmo que não tenha passado pelo mesmo processo.
Em ambos os novos estudos, os cientistas dividiram a órbita de um fóton em três partes muito próximas entre si, isso significa que os pesquisadores conseguiram criar um qutrit e produzir seu entrelaçamento. Ou seja, embora a configuração permaneça lenta e ineficiente, o feito mostra que o teletransporte entre essas partículas é possível.
A descoberta poderá ser usada para tornar a comunicação mais segura, como explicou a Scientific American. Em 2017, um grupo de especialistas usou o satélite Micius da China para realizar o maior experimento: transportar informações entre dois fótons — cada um funcionando como um qubit — entre a Áustria e a China. Como reportaram, ao coletar as informações sobre o estado das partículas, os pesquisadores de cada localidade conseguiram construir uma espécie de “senha” usada por eles para conduzir uma videochamada segura.
A técnica, portanto, age como um selo de cera em uma carta: qualquer interceptação iria gerar interferência e deixaria uma marca detectável. Além disso, por ser mais complexamente estruturada, a comunicação teria menos ruídos e seria mais clara.
Ressalvas
O trabalho das equipes tem algumas diferenças e rivalidades, no entanto.
Um dos times é liderado pelo físico chinês Guang-Can Guo, e o artigo do seu experimento ainda está em revisão para publicação. A outra equipe é chefiada por Anton Zeilinger e Jian-Wei Pan, e este artigo já foi aceito para publicação na revista Physical Review Letters.
Guo e seus colegas afirmam que conseguiram provar a fidelidade da informação teletransportada no seu experimento, mas Zeilinger e Pan pensam que os passos utilizados para evidenciar esta fidelidade não foram suficientes.
Além disso, ambos os trabalhos foram criticados pelo físico Akira Furusawa, da Universidade de Tóquio (Japão), que afirmou que o método utilizado pelas equipes não é eficiente e rápido o suficiente para ter aplicações práticas.
Quanto a isso, um dos membros da equipe de Zeilinger e Pan, Chao-Yang Lu, respondeu: “A ciência é passo a passo. Primeiro, você torna o impossível possível. Depois, você trabalha para torná-lo perfeito”.
Ambas as equipes ainda querem estender seu trabalho para ququarts— ou quatro superposições – no futuro.
