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Eletrônica

Teletransporte quântico fica prático, seguro e confiável

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/06/2014

Teletransporte fica seguro e confiável - para elétrons
As informações gravadas no qubit no interior de um diamante são transferidas para outro qubit, no interior de outro diamante, com 100% de garantia. [Imagem: Hanson Lab/TUDelft]

Teletransporte prático

Para um elétron aprisionado no interior de um diamante, o teletransporte seguro já é uma realidade.

"O que é excepcional em nossa técnica é que é 100% garantido que o teletransporte vai funcionar. A informação sempre chegará ao seu destino, por assim dizer. E, mais importante, o método também tem o potencial para ser 100% preciso," garante o professor Ronald Hanson, da Universidade Tecnológica de Delft, na Holanda.

O grupo do professor Hanson não foi o primeiro a conseguir realizar o teletransporte quântico com garantia de funcionamento, algo realizado por duas outras equipes em meados do ano passado, mas foi o primeiro a conseguir refazer o experimento repetidamente com resultados precisos.

Embora o teletransporte estilo Jornada nas Estrelas continue sendo impossível pelo que se conhece das leis da física, pode-se dizer agora que o teletransporte quântico tornou-se uma realidade prática.

Este é um passo essencial rumo à internet quântica, que promete comunicação ultrarrápida entre computadores - além, é claro, dos próprios computadores quânticos.

Teletransporte quântico

No teletransporte quântico, o dado contido em um qubit é transmitido à distância para outro qubit instantaneamente, graças ao fenômeno do entrelaçamento, em que duas partículas ficam "conectadas" de uma forma que qualquer coisa que acontecer a uma alterará imediatamente a outra.

Neste novo experimento, os qubits estavam a três metros de distância uns dos outros, mas a equipe já anunciou planos para repetir a nova técnica de teletransporte a uma distância de 1.300 metros, entre dois laboratórios da universidade.

Outras técnicas já permitiram realizar teletransportes a mais de 100 km, mas a taxa de erro é grande demais para aplicações práticas.

Os pesquisadores garantem agora ter resolvido esse problema, trazendo a taxa de erros para 0%.

Teletransporte fica seguro e confiável - para elétrons
Microfotografia do chip com quatro qubits - as informações são teletransportadas entre qubits em chips diferentes, sem qualquer contato físico. [Imagem: Hanson Lab/TUDelft]

Vacâncias de nitrogênio

O experimento usa qubits de diamante, produzidos em pontos conhecidos como "vacâncias de nitrogênio", um defeito que surge na estrutura atômica do diamante quando um átomo de nitrogênio toma o lugar de um átomo de carbono.

Nesse caso, ao lado do átomo de nitrogênio gera-se um espaço vazio, onde não cabe outro átomo de carbono. Mas os elétrons "soltos" dos átomos de carbono ao redor ficam lá, por assim dizer aprisionados - são esses elétrons que são utilizados como qubits.

Elétrons são melhores do que núcleos atômicos para funcionarem como qubits, ou memórias quânticas, porque podem fazer cálculos mais rapidamente.

"Nós definimos o spin (direção de rotação) dessas partículas em um estado predeterminado, verificamos esta rotação e, posteriormente, lemos os dados. E nós fizemos tudo isso em um material que pode ser usado para fazer chips. Isto é importante porque muitos acreditam que somente sistemas baseados em chips podem ser ampliados para uma tecnologia prática," explica Hanson.

Teletransporte fica seguro e confiável - para elétrons
Esta é a sala de teletransporte - no detalhe, o chip, no centro do qual estão os qubits em seus microdiamantes. [Imagem: Hanson Lab/TUDelft]

Einstein estava errado?

Os pesquisadores acreditam que, além de seu potencial prático, sua técnica poderá se tornar um marco histórico no campo da física.

O experimento repetido a uma grande distância, segundo eles, poderá ser a primeira demonstração que atenda aos critérios do chamado "teste de Bell incontestável" (loophole-free Bell test).

Isto significa que seria a demonstração inequívoca - sem brechas, sem possibilidade de contestação - das correlações não locais entre partículas, comprovando que haveria influências "escondidas" além do espaço-tempo.

Seria então o primeiro caso em que os físicos se encheriam de orgulho ao dizer que "Einstein estava errado" - Einstein nunca acreditou no entrelaçamento quântico, que ele chamava de "ação fantasmagórica à distância".

Bibliografia:

Unconditional quantum teleportation between distant solid-state quantum bits
W. Pfaff, B. Hensen, H. Bernien, S.B. van Dam, M.S. Blok, T.H. Taminiau, M.J. Tiggelman, R.N. Schouten, M. Markham, D.J. Twitchen, R. Hanson
Science
Vol.: Published Online
DOI: 10.1126/science.1253512
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