Se o experimento mental do gato de Schrodinger
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
fóton) é transferida de um local para o outro,
sem que ocorra o deslocamento por um meio
físico.
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
conhecermos 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
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.
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.
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?
Vixi...que coisa dificil essa!!!!! rsrsrsrsrs
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