Com informações da Universidade de Cambridge - 25/06/2013
Nos últimos dez anos, físicos teóricos têm mostrado que as intensas
conexões geradas entre partículas, pelo fenômeno quântico do
entrelaçamento - ou "emaranhamento" - podem ser a chave para o
teletransporte de informações quânticas.
É bem sabido que Einstein detestava a teoria do entrelaçamento
quântico, descartando-o como uma "ação fantasmagórica à distância". Mas
já se comprovou que o entrelaçamento é uma característica muito real no
nosso universo, e que tem um potencial extraordinário para fazer avançar
todos os tipos de atividade científica.
Agora, pela primeira vez, pioneiros nesse campo descobriram como o
entrelaçamento pode ser "reciclado" para aumentar a eficiência dessas "
ligações fantasmagóricas" entre as partículas.
A equipe também desenvolveu uma forma generalizada de teletransporte,
que permite uma grande variedade de aplicações potenciais em física
quântica.
O resultado nos coloca um passo mais próximo do estilo do
teletransporte da ficção científica, embora esta pesquisa esteja ainda
em um estágio puramente teórico.
Teletransporte quântico
Por muito tempo considerado algo impossível, finalmente, em 1993, uma
equipe de cientistas calculou que o teletransporte poderia funcionar,
em princípio, usando as leis da mecânica quântica.
O teletransporte quântico aproveita o entrelaçamento para transmitir
blocos de informação do tamanho de partículas através de distâncias
potencialmente enormes, de forma potencialmente instantânea.
O entrelaçamento envolve um par de partículas quânticas, como
elétrons ou fótons, que estão intrinsecamente ligadas entre si, retendo a
sincronização que prende as partículas, estejam elas próxima uma da
outra ou em lados opostos de uma galáxia.
Através dessa conexão, bits quânticos de informação - qubits - podem
ser transmitidos usando apenas as formas tradicionais de comunicação
clássica.
Os protocolos de teletransporte desenvolvidos até agora ficavam em um
de dois campos - aqueles que só podem enviar informações embaralhadas,
exigindo correção pelo receptor, ou, mais recentemente, o teletransporte
"baseado em porta", que não necessita de uma correção, mas precisa de
uma quantidade impraticável de entrelaçamento, já que cada objeto
enviado poderia destruir o estado entrelaçado.
Protocolo de teletransporte
Agora, físicos britânicos e poloneses desenvolveram um protocolo para
fornecer uma solução ótima em que o estado entrelaçado é "reciclado",
de forma que a ligação entre as partículas se mantém para o
teletransporte de múltiplos objetos.
Eles elaboraram também um protocolo em que vários qubits podem ser
transportados simultaneamente, embora o estado entrelaçado degrade
proporcionalmente à quantidade de qubits enviados em ambos os casos.
"O primeiro protocolo consiste em estados de teletransporte
sequenciais, e o segundo teletransporta-os em bloco," explica Sergii
Strelchuck (Universidade de Cambridge), que realizou a pesquisa com seus
colegas Jonathan Oppenheim (da Universidade de Londres, que descobriu
uma
conexão surpreendente entre fenômenos quânticos) e Michal Horodecki (da Universidade de Gdansk, responsável por
demonstrar a criptografia quântica na prática pela primeira vez).
"Nós também descobrimos uma técnica de teletransporte generalizada que esperamos encontrar aplicações em áreas como a
computação quântica.
Existe uma ligação estreita entre o teletransporte e os computadores
quânticos, que são dispositivos que exploram a mecânica quântica para
realizar cálculos que não seriam possíveis em um computador clássico.
Construir um computador quântico é um dos grandes desafios da física
moderna, e espera-se que o novo protocolo de teletransporte leve a
avanços nessa área," prosseguiu Strelchuck.
Embora o novo protocolo seja inteiramente teórico, no ano passado uma
equipe de cientistas chineses conseguiu teletransportar fótons a mais de 143 quilômetros
de distância, quebrando recordes anteriores, e o entrelaçamento
quântico é cada vez mais visto como uma importante área de investigação
científica.
O teletransporte de informações por meio de átomos individuais já é
possível com as tecnologias atuais - e implementar o novo protocolo na
prática deverá ser uma questão de tempo - mas o teletransporte de
objetos grandes - como o Capitão Kirk - permanece no reino da ficção
científica.
Bibliografia:
Generalized teleportation and entanglement recycling
Sergii Strelchuk, Michal Horodecki, Jonathan Oppenheim
Physical Review Letters
DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.010505
Apesar de ser ainda um protótipo, o disco da Toshiba foi construído
com a densidade de 2.5 terabits por polegada quadrada. Hoje, o top de
linha da Toshiba é baseado em uma tecnologia com 541 gigabits por
polegada quadrada — equivalente a apenas 20% do que a nova tecnologia é
capaz.
