Um processo que até agora parecia impossível para a ciência foi finalmente realizado graças ao trabalho de cientistas alemães, que conseguiram teletransportar um objeto com 72% de precisão. Um grupo de cientistas alemães conseguiu realizar a teleportação quântica, o que até agora era impossível e cujas experiências não tinham sido bem-sucedidas. Eles enviaram informações entre dois dispositivos emissores de luz através de fibra ótica. Este acontecimento não só confirma as teorias quânticas revolucionárias, como também abre as portas para uma nova era de comunicações seguras e computação quântica.
O que é teletransporte quântico e por que é impossível?
O teletransporte quântico não envolve a movimentação de objetos físicos, como nos filmes, mas a transferência do estado quântico de uma partícula para outra partícula localizada a uma grande distância, sem enviar a própria partícula. Na base disso está o fenómeno da entrelaçamento quântico, no qual duas partículas estão ligadas de tal forma que uma alteração numa delas afeta instantaneamente a outra, independentemente da distância. Até agora, esse processo era considerado «impossível» em redes reais, pois exigia comprimentos de onda de luz incompatíveis com os fibros ópticos padrão da Internet, que operam a uma distância de cerca de 1.550 nanómetros.
Todas as tentativas anteriores resultaram em enormes perdas de sinal ou ruído, que destruíram a informação quântica. Mas os investigadores superaram essa barreira, alcançando uma precisão de 72,1 por cento. Em outras palavras, isso está acima do limiar de 66,7 por cento, que confirma a teletransportação real, e não apenas uma cópia clássica.
Como eles conseguiram a teletransportação: eis como foi a experiência
A equipa utilizou pontos quânticos semicondutores — dispositivos minúsculos fabricados com tecnologia de chips eletrónicos — como fontes de luz independentes em duas câmaras ultrafrias a uma temperatura de -267 °C e executou os seguintes passos:
- Geração de informação: o ponto quântico produz um fotão (partícula de luz) que transporta o estado quântico a ser teletransportado.
- Criação de entrelaçamento: outro ponto quântico gera um par de fotões entrelaçados.
- Conversão de frequência: para compatibilidade com fibras óticas, dois conversores de frequência alteram o comprimento de onda para 1515 nanómetros, preservando a informação quântica por meio de interferência quântica.
- Medição e transmissão: o fotão original é medido juntamente com um do par entrelaçado, transmitindo instantaneamente o estado ao fotão remoto e destruindo o original.
- Detecção precisa: seis detetores super sensíveis registam os fotões com 85% de precisão, aplicando filtros temporais em janelas de 70 picossegundos para selecionar eventos bem-sucedidos (eles ocorrem com uma frequência de mil iguerz, ou várias vezes por hora).
Entre as dificuldades enfrentadas estão o ruído de incompatibilidade espectral (sem filtros, ele diminuiu para 30%), o tempo de decaimento limitado (teto de 59%) e o ruído multifotônico das conversões. Modelos computacionais prevêem uma melhoria de até 85% ou 99% com o uso de equipamentos otimizados. Este método utiliza tecnologias de Internet existentes, como cabos de fibra ótica, eliminando a necessidade de nova infraestrutura e permitindo superar distâncias até mesmo em escala urbana, conforme explicado no estudo publicado na revista Nature Communications.
Qual é a importância desta descoberta para a ciência?
Este avanço na teletransportação quântica através da Internet irá transformar várias áreas:
- Redes quânticas: permite ligar nós quânticos através de cidades sem cabos especializados, facilitando a «teletransportação rotineira» entre memórias quânticas e processadores remotos.
- Criptografia quântica: aumenta a segurança das comunicações, pois qualquer interceptação levará ao colapso da emaranhamento, detectando invasões instantaneamente.
- Computação quântica distribuída: facilita o trabalho conjunto de processadores em diferentes locais, aumentando a capacidade computacional.
- O futuro das telecomunicações: combina a física quântica com a fibra ótica existente, revolucionando potencialmente a Internet com camadas quânticas seguras.
