Cientistas teletransportam gato de Schrodinger
Autor: blog do carlos ferreira | Publicado: 2011-05-02T14:54:00-03:00





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Energia





Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/04/2011


Se o experimento mental do gato de Schrodinger&nbsp; já não fosse estranho o suficiente, agora cientistas conseguiram complicar tudo um pouco mais.





A equipe do Dr. Noriyuki Lee e seus colegas da Universidade de  Tóquio, no Japão, descobriram uma forma de teletransportar o gato de  Schrodinger.



Teletransporte



O teletransporte quântico já foi demonstrado com átomos e até mesmo com moléculas de DNA.



No teletransporte quântico, a informação (como o spin de uma  partícula ou a polarização de um&nbsp; fóton) é transferida de um local para o  outro, sem que ocorra o deslocamento por um meio físico.&nbsp;&nbsp;&nbsp; Não há transferência de energia nem de matéria.



Gato de Schrodinger



Já o famoso gato morto/vivo foi idealizado por Erwin Schrodinger para  explicar o fenômeno quântico da superposição, em que uma partícula fica  em dois estados simultaneamente, somente se decidindo entre um deles -  ou colapsando, como dizem os físicos - quando se tenta medir esse  estado.



Schrodinger explicou isto em termos de objetos em escala macro: um  gato fechado em uma caixa contendo um frasco de veneno. O frasco estará  aberto se uma partícula quântica estiver em um estado, e fechado se a  partícula estiver em outro estado.



Em termos quânticos, o gato estará vivo e morto simultaneamente.  Somente quando alguém abrir a caixa - o equivalente a medir o estado  quântico da partícula - a partícula colapsará e conheceremos o real  estado do gato - vivo ou morto.





Depois  de ser teletransportado, gato de Schrodinger chega do outro lado no seu  paradoxal estado de vivo/morto.  [Imagem: Science/AAAS]




Teletransporte do gato de Schrodinger



Os pesquisadores descobriram uma forma de teletransportar um quanta  de luz, ou um fóton, que está em um estado de superposição, ou seja, no  chamado estado do gato de Schrodinger.



A partícula quântica superposta é destruída em um local e  integralmente reconstruída em outro local, sem perder nenhuma de suas  sensíveis propriedades quânticas - ou seja, o gato de Schrodinger chega  do outro lado no seu paradoxal estado de vivo/morto.



Os pesquisadores começaram construindo um estado de entrelaçamento, no qual duas partículas compartilham propriedades qualquer que seja a distância entre elas.



Em outro ponto, eles construíram o gato de Schrodinger, a partícula em superposição, que deveria ser teletransportada.



O funcionamento do sistema de teletransporte propriamente dito  dificilmente poderia ser descrito em linguagem não-matemática - veja na  imagem o aparato necessário para executá-lo.



O processo envolve uma sequência de passos que combinam múltiplos  fenômenos quânticos, incluindo compressão e subtração de fótons,  entrelaçamento e detecção homódina.





O  estado do gato de Schrodinger deve ser destruído em um lugar para que  ele reapareça em outro - não foi uma clonagem, mas um teletransporte  real.   [Imagem: Science/AAAS]




Limite da não-clonagem



Apesar da complexidade do processo e da fragilidade dos estados  quânticos envolvidos, os cientistas conseguiram comprovar o  teletransporte usando uma ferramenta matemática conhecida como Função de  Wigner, que descreve o quão "quântico" um pulso de luz é.



Essa função apresenta valores negativos que funcionam como uma  medição da qualidade do teletransporte. Esta qualidade é medida por um  número, chamado fidelidade, que deve ser maior do que 2/3 em uma  operação de teletransporte feita com sucesso.



Esse valor de 2/3 é o chamado limite da não-clonagem, que garante que  não existe mais nenhuma cópia da partícula quântica na origem - o  estado do gato de Schrodinger deve ser destruído em um lugar para que  ele reapareça em outro.



Ou seja, a partícula superposta de fato foi destruída em um ponto e  recriada exatamente igual em outro - ela foi realmente teletransportada.



Transferência instantânea de informação



O experimento demonstra um mecanismo que poderá ser usado para projetar computadores quânticos que serão capazes de transportar informações com precisão e com absoluta segurança - e instantaneamente.



Em vez de disparar os bits através de fibras ópticas, onde há sempre o  risco de que eles sejam monitorados por bisbilhoteiros, esses bits  poderão ser teletransportados diretamente para o destino.



O mecanismo também é de interesse para o processamento quântico -  basta imaginar algo como um dado que sai de um núcleo de processamento  diretamente para outro núcleo, ou o resultado de um cálculo que chega  instantaneamente no ponto do circuito onde ele está sendo esperado para o  próximo passo do algoritmo.





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A  "sala de teletransporte" usada pelos cientistas japoneses não lembra em  nada os aparatos vistos em filmes de ficção científica - e ela só  funciona em escala quântica. [Imagem: Science/AAAS]




Luz sobre a luz



Do ponto de vista científico, o experimento demonstra o avanço obtido  na manipulação dos objetos quânticos, há poucos anos vistos como meras  abstrações.



E renova as esperanças de que os cientistas logo encontrem uma forma  de representar graficamente os estados quânticos das partículas, para  que tais estados possam ser visualizados diretamente.



Talvez então se conseguirá lançar alguma luz sobre o mistério da  própria luz: a luz é uma onda, uma partícula, as duas coisas, ou nenhuma  das duas coisas?



Bibliografia:
Teleportation of Nonclassical Wave Packets of Light
Noriyuki Lee, Hugo Benichi, Yuishi Takeno, Shuntaro Takeda, James Webb, Elanor Huntington, Akira Furusawa
Science
15 April 2011
Vol.: 332 no. 6027 pp. 330-333
DOI: 10.1126/science.1201034

Make It Quantum and Continuous
Philippe Grangier
Science
15 April 2011
Vol.: 332 no. 6027 pp. 313-314
DOI: 10.1126/science.1204814