Eletrônica

Informação pode ser transferida acima da velocidade da luz

Informação pode ser transferida acima da velocidade da luz
O esquema pioneiro idealizado por Hatim Salih permitiu a idealização do experimento para troca de informações à distância sem transporte de partículas. [Imagem: Hatim Salih - 10.1103/PhysRevLett.110.170502]

Limite de velocidade universal

Consulte qualquer professor de física, ou qualquer livro texto da matéria, e você será informado de que nada pode superar a velocidade da luz e, por decorrência, nenhuma informação pode ser transferida mais rapidamente do que a velocidade da luz.

Este conceito tremeu nas bases - mas não caiu - quando começaram os experimentos com a "ação fantasmagórica à distância" e com o teletransporte quântico.

No caso da "ação fantasmagórica à distância" - baseada no fenômeno do entrelaçamento ou emaranhamento - as partículas entrelaçadas influenciam-se mutuamente mesmo que estejam em extremos opostos da galáxia. Ao que parece, isto ocorre instantaneamente - o que é mais rápido do que a velocidade da luz - mas ninguém sabe exatamente como, e os físicos ainda não concordam que haja uma troca efetiva de informações por meios puramente quânticos.

O teletransporte quântico, pelo menos nos experimentos realizados até agora, ainda não passou pelo chamado "teste de Bell incontestável" (loophole-free Bell test), o que poderia comprovar a existência de influências "escondidas" além do espaço-tempo, eliminando o limite de velocidade universal - a velocidade da luz.

Em termos práticos, os experimentos não conseguem dar uma palavra final sobre o assunto porque eles geralmente dependem do transporte clássico de partículas, normalmente fótons viajando ao longo de fibras ópticas.

Mas tudo isto pode estar mudando.

Informação pode ser transferida acima da velocidade da luz
Esquema da geração de um estado entrelaçado não local, sem troca de partículas, que poderá ser usado em futuras arquiteturas de computação quântica. [Imagem: Qi Guo et al. - 10.1038/srep08416]

Troca de informações fantasmagórica

Em 2013, Hatim Salih, do Centro Nacional de Física e Matemática da Arábia Saudita, desafiou essa noção em um artigo publicado na principal revista de física do mundo, mostrando que a informação pode de fato ser transferida entre dois pontos sem que qualquer partícula viaje entre eles.

Isto é possível graças a um fenômeno chamado "efeito Zeno quântico encadeado", no qual uma série de medições encadeadas garante que "nunca" haverá decoerência do estado quântico das partículas entrelaçadas - em outras palavras, que as duas partículas "gêmeas" nunca perderão sua conexão íntima, que permite a tal ação fantasmagórica à distância, na qual tudo o que acontece a uma se refletirá imediatamente na outra.

Agora, Qi Guo e seus colegas do Instituto de Tecnologia Harbin, na China, apresentaram a proposta de um esquema experimental no qual a informação pode ser transferida efetivamente entre duas partículas distantes sem enviar qualquer partícula física entre elas e sem que ambas precisem estar inicialmente juntas para serem entrelaçadas.

A equipe demonstrou que é teoricamente possível fazer o entrelaçamento de dois qubits distantes - significando que o que acontecer a um instantaneamente afetará o outro - sem qualquer interação. Isto é diferente dos experimentos já realizados - nos quais as partículas são primeiramente entrelaçadas e então separadas - porque os qubits já estarão distantes um do outro quando forem entrelaçados.

Isto significa que um qubit poderá transferir informação para outro qubit desconhecido, de forma não-determinística, sem qualquer comunicação clássica e sem que eles tenham sido entrelaçados previamente.

Informação pode ser transferida acima da velocidade da luz
Em tese, esse interferômetro poderia abarcar uma galáxia inteira, permitindo a construção de uma internet galáctica. [Imagem: Qi Guo et al. - 10.1038/srep08416]

Internet galáctica

Além de balançar toda a interpretação mais aceita da mecânica quântica - com chacoalhões espalhando-se como ondas por toda a física - o experimento proposto dá um novo alento à computação quântica porque demonstra ser possível trocar informações entre qubits distantes.

E os experimentos com teletransporte quântico poderão ter um novo impulso, eventualmente permitindo refazer os cálculos sobre quanto tempo levaria para teletransportar um ser humano.

"Teoricamente é possível construir uma internet galáctica ou intergaláctica usando este esquema, que irá exigir um interferômetro de braço longo intra- ou inter-galáctico e um objeto quântico com tempo de coerência muito longo. Obviamente, entretanto, atualmente é impraticável construir um interferômetro de braço longo, e não existe nenhum estado quântico com um tempo de coerência tão longo," disse o professor Shou Zhang, coordenador da equipe.

Mas Zhang acredita que um experimento mais "terráqueo", para demonstração efetiva do esquema, pode ser possível com a tecnologia atual, utilizando um átomo individual natural e um átomo artificial, chamado átomo de Rydberg, um complexo ultrafrio constituído por um vapor metal-alcalino.

É justamente na sintetização desse átomo de Rydberg metal-alcalino que os experimentalistas vão trabalhar agora - afinal, quem não gostaria de ser o primeiro a demonstrar experimentalmente que "há mais coisas entre as partículas do que a nossa vã física consegue imaginar"?

Bibliografia:

Counterfactual quantum-information transfer without transmitting any physical particles
Qi Guo, Liu-Yong Cheng, Li Chen, Hong-Fu Wang, Shou Zhang
Nature Scientific Reports
Vol.: 5, Article number: 8416
DOI: 10.1038/srep08416

Protocol for direct counterfactual quantum communication
Hatim Salih, Zheng-Hong Li, M. Al-Amri, M. Suhail Zubairy
Physical Review Letters
Vol.: 110:170502
DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.170502




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