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por Natan Oliveira
Fonte: Imagem ÖAW/Harald Ritsch
Para aprofundar a compreensão do teletransporte quântico e suas aplicações, é interessante revisitar o emaranhamento quântico explicado na primeira parte desta matéria, publicada em 24/06/2024. Suponha que, ao medir a posição de uma partícula, você a encontre no ponto C. Surge a pergunta: onde estava a partícula antes da medição? Há três respostas, cada uma refletindo uma posição filosófica distinta sobre a indeterminação quântica.
Primeiro, a posição realista, defendida por Einstein, propõe que a partícula já estava em C, sugerindo que a mecânica quântica é incompleta, isto é, no sentido que um objeto teórico seja capaz de representar o estado antes da medição. Em segundo lugar, a posição ortodoxa, alinhada com a interpretação de Copenhagen, afirma que a partícula é definida como uma função de onda, onde seu quadrado representa uma nuvem de probabilidades, sem posição definida, e ao realizar a medição essa nuvem colapsa para uma das posições. Por fim, a posição agnóstica se abstém de responder, argumentando que não faz sentido tentar determinar a posição da partícula antes da medição.
John Bell desempenhou um papel crucial ao desenvolver as Desigualdades de Bell, que fornecem um teste experimental para distinguir entre variáveis ocultas e a indeterminação intrínseca proposta pela interpretação ortodoxa. Suas contribuições demonstraram que a natureza não comporta variáveis ocultas locais, consolidando a interpretação ortodoxa como predominante.
Essas interpretações da mecânica quântica abrem portas para fenômenos extraordinários, como o teletransporte quântico, que possibilita a transferência do estado quântico de uma partícula para outra por meio do emaranhamento. A respeito do tempo para ocorrer essa transferência, trata-se de um tópico polêmico dentro da física quântica, dividindo opiniões se ocorre ou não de forma instantânea, como debatido no artigo Mastriani, 2021.
Para exemplo do fenômeno do teletransporte, imagine que duas pessoas, Alice e Bob, estão distantes e cada uma possui uma partícula de um par entrelaçado. Alice tem uma terceira partícula cuja cor é desconhecida e deseja transmitir essa informação para Bob. No entanto, devido à natureza das partículas quânticas, Alice não pode determinar diretamente as cores das partículas, que podem estar em uma superposição.
Para transmitir a informação sobre a cor, Alice usa um filtro que altera a percepção das partículas. Agora, as partículas de Alice são combinadas em um único sistema, resultando em cores sólidas associadas a elas, enquanto a partícula de Bob adquire nuances relacionadas à cor desconhecida. Quando Alice realiza a medição, as partículas se manifestam com as cores definidas pelo filtro. Após essa medição, Alice pode simplesmente comunicar a Bob o resultado da sua medição por meio de um canal clássico, o que permitirá que Bob ajuste sua partícula para recuperar a cor original da partícula desconhecida de Alice. Ilustrando assim o teletransporte quântico, onde o estado é transferido sem que a partícula viaje.
Experimentos das universidades de Rochester e Purdue mostraram que o teletransporte quântico entre elétrons é possível, representando um avanço significativo para a computação quântica. Qubits baseados em elétrons individuais podem transmitir informações em semicondutores convencionais, eliminando a necessidade de supercondutores, diamantes e outras plataformas de Qubits atualmente utilizadas. Essa descoberta não só reafirma a viabilidade do teletransporte quântico, mas também destaca seu potencial para revolucionar a tecnologia da informação quântica.
Agradecemos mais uma vez ao Professor Dr. Plínio José Ribeiro Neto, por sua orientação e por sua contribuição na de difusão de conhecimento científico, em ambas as matérias; não deixe de ler a Parte I dessa matéria que publicamos no dia 24/06/2024.
Gostou do conteúdo? Busque mais informações no livro Griffiths, D. J. (2011). Mecânica Quântica. Pearson Universidades. Não deixe de ler as nossas matérias semanais inéditas, que, com certeza lhe ajudará em vários aspectos. Visite também o nosso Instagram @inqportal e se quiser nos enviar alguma sugestão, esse é o nosso e-mail: inq.vdc@ifba.edu.br.
