Cientistas realizam primeiro teletransporte quântico entre chips da história

Emaranhamento quântico não é um termo exatamente novo, mas a atenção da comunidade científica sobre ele esse ano é grande. Se a sua captura fotográfica foi possível em julho, no último dia 27 de dezembro, cientistas da Universidade de Bristol e da Universidade Técnica da Dinamarca conseguiram realizar o teletransporte quântico entre dois chips de computador pela primeira vez na história. Foi possível enviar informações de um chip para o outro instantaneamente sem que eles estivessem física ou eletronicamente conectados.

Mais conhecido como “Emaranhamento de Bell”, era uma das poucas reações químicas ou físicas capazes de deixar Albert Einstein embasbacado e perplexo. Tanto que chamava o emaranhamento quântico de “ação fantasmagórica à distância”. Mas não é apenas isso. Hipoteticamente, trata-se de um fenômeno onde duas partículas, que interagem uma com a outra, podem, às vezes, continuar conectadas e compartilhar instantaneamente seus estados físicos, à despeito da distância que as separa. Essa perpassa o campo da mecânica quântica.

Aos olhos de Einstein, a mecânica quântica era exatamente fantasmagórica por causa da instantaneidade dessa aparente interação a distância entre duas partículas emaranhadas, um fenômeno que parecia incompatível com alguns conceitos de sua teoria da relatividade restrita.

Em teoria, não há limite para a distância pela qual o teletransporte quântico pode operar. E, por isso, há uma série infinita de possibilidades. Nosso entendimento atual da física diz que nada pode viajar mais rápido que a velocidade da luz, mas, com o teletransporte quântico, as informações parecem quebrar esse limite de velocidade. O feito é uma vitória para o futuro da tecnologia e da comunicação, e é um ótimo parâmetro para mensurar as tendências em longo prazo.

Emaranhamento quântico é o próximo grande passo

Aproveitar ao máximo esse fenômeno pode ser benéfico para uso prático da tecnologia, e o novo estudo ajuda a aproximar isso da realidade. A equipe foi capaz de gerar pares de fótons – quantums da radiação eletromagnética (incluindo a luz) – emaranhados nos chips e, a partir daí, realizar uma medição quântica de um, que é um tanto delicada. Isso porque tal observação é capaz de alterar o estado do fóton, e essas alterações são instantaneamente aplicadas ao fóton parceiro no outro chip.

“Conseguimos demonstrar um vínculo de alta qualidade entre dois chips no laboratório, onde os fótons compartilham um único estado quântico. Cada chip foi totalmente programado para realizar uma série de demonstrações que utilizam o emaranhado. A demonstração principal foi um experimento de transmissão de informações entre dois chips, pelo qual o estado quântico individual de uma partícula é transmitido através dos dois chips após a realização de uma medição quântica. Essa medida utiliza o estranho comportamento da física quântica, que simultaneamente retira o elo de emaranhamento e transfere o estado das partículas para outra partícula já existente no chip receptor”.

Dan Llewellyn, co-autor do estudo

A taxa de sucesso de transmissão de informações registrado pela equipe foi um sucesso absoluto, ficando por volta de 91%. Ainda foi possível executar outras funções importantes para a computação quântica. Isso inclui, inclusive, a troca de emaranhamento (onde estados podem ser repassados entre partículas que nunca interagiram diretamente por meio de um mediador comum) e emaranhamento de até quatro fótons juntos.

Espaços e distâncias tornaram-se conceitos ilimitados. As informações foram transmitidas por várias distâncias: primeiro através de uma sala e, logo após, passou a aumentar gradualmente de 25 km para 100 km e, eventualmente, até mais de 1.200 km via satélite. Isso também já foi feito entre diferentes partes de um único chip de computador, mas a transmissão de informação entre dois chips diferentes é um bom indicativo dos próximos grandes passos a serem dados pela computação quântica no inicio desta próxima década.

Fonte: Interesting Engineering