Teletransporte quântico: novo experimento destrói recorde anterior

Por , em 23.09.2015

Os cientistas teletransportaram fótons (pacotes de luz) através de uma bobina de fibra óptica de 102 km de comprimento, o que é quatro vezes mais longe do que o recorde anterior. Segundo os cientistas, esta pesquisa poderia um dia levar a uma “internet quantum”, que oferece criptografia de última geração.

Teletransporte vai ser possível?

Teletransportar um objeto de um ponto do universo para outro sem que ele se desloque através do espaço pode soar como ficção científica tirada de um episódio de “Star Trek”, mas o bizarro mundo quântico parece não conhecer estas fronteiras.

O teletransporte quântico depende da captura de detalhes fundamentais de um objeto – seus “estados quânticos” – para transmitir instantaneamente esta informação de uma área para outra e recriar o objeto em algum outro lugar exato e pré-determinado.

Limitações

Claro que o teletransporte quântico também depende da natureza estranha da física quântica, que define que os blocos de construção fundamentais do universo podem existir essencialmente em dois ou mais lugares ao mesmo tempo.

Especificamente, o teletransporte quântico depende de um estranho fenômeno conhecido como “emaranhamento quântico”, em que partículas subatômicas podem ficar ligadas e se influenciarem mutua e instantaneamente, independentemente de quão longe elas estejam. Os cientistas não podem distinguir o estado de qualquer partícula até que ela seja diretamente medida, mas como as partículas estão ligadas, uma medição determina imediatamente o estado da outra.

O que já acontece hoje?

Atualmente, os físicos não podem transportar instantaneamente matéria (por exemplo, um ser humano), mas eles podem usar o teletransporte quântico para transmitir informações de um lugar para outro. Em um experimento recente, cientistas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos Estados Unidos (NIST – sigla em inglês para National Institute of Standards and Technology) foram capazes de teletransportar fótons mais longe do que nunca, através de uma fibra óptica.

teletransporte quântico

A maior distância até agora

Para Martin Stevens, pesquisador de óptica quântica no NIST, no Colorado, Estados Unidos, o fato de eles terem conseguido quebrar um recorde de distância é realmente incrível e dá mais um passo na direção de avanços cada vez maiores.

Como eles conseguiram isso?

O novo recorde de distância foi alcançado usando detectores avançados de um fóton único feito de fios supercondutores de molibdênio silicieto que tinham cerca de 150 nanômetros (ou bilionésimos de metro) de largura e arrefecido a cerca de menos 272 graus Celsius, ou cerca de 1 grau acima do zero absoluto.

O experimento envolveu um comprimento de onda do infravermelho comumente utilizado em telecomunicações.

Resultado

De acordo com Martin Stevens, apenas cerca de 1% dos fótons completam todo o caminho através de 100 quilômetros de fibra. Eles sabem disso porque usaram novos detectores, que podem medir um sinal incrivelmente fraco.

Para você ter uma ideia, estes detectores podem perceber mais de que 80% dos fótons que completam o caminho do teletransporte. Dentre os detectores usados em pesquisas anteriores, o recordista tinha detectores que operavam com cerca de 75% de eficiência (na melhor das hipóteses).

Antes

Pesquisas anteriores conseguiram alcançar distâncias maiores de teletransporte quântico com ar livre – uma extensão de 144 quilômetros entre as duas ilhas Canárias de La Palma e Tenerife, localizado ao largo da costa noroeste da África.

No entanto, a experiência nas Ilhas Canárias envolveu um telescópio no topo de uma montanha e um telescópio no topo de outra montanha, com um apontado para o outro à noite, uma vez que o fundo de luz durante o dia iria interferir na experiência.

Isso mostra alguns problemas

Para trazer o teletransporte quântico para o mundo real, por exemplo, a gente não teria necessariamente uma linha de visão direta entre dois locais, e seria muito ruim delimitar a transmissão aos períodos noturnos – o que deveria ser necessário por conta das fibras ópticas.

Aplicações para o teletransporte quântico

Contudo, as aplicações destas tecnologias têm possibilidades incríveis.

O teletransporte quântico poderia permitir o desenvolvimento de uma “internet quantum”, por exemplo, que permite que mensagens sejam enviadas de forma mais segura do que com os protocolos de criptografia padrão que utilizamos atualmente.

Futuro

Os pesquisadores agora planejam desenvolver detectores de fótons ainda melhores para aumentar as distâncias do teletransporte quântico. [livescience]

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