Quântica:

Primeira Demonstração de Teletransporte de Energia

Não são apenas informações que podem se mover de um ponto a outro do universo, sem passar pelo espaço intermediário.

Da Redação*

Via Fanzine

20/03/2024

Hoje, o teletransporte é um fenômeno padrão nos laboratórios de óptica quântica e se tornou uma tecnologia fundamental por trás da Internet quântica que emerge lentamente.

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Teletransporte é a capacidade de enviar informações quânticas de uma parte do universo para outra, sem viajar pelo espaço intermediário. Ao enviar toda a informação que descreve uma única partícula e passá-la para outra, esta segunda partícula assume todas as características da primeira.

É fisicamente indistinguível da primeira e, em certo sentido, torna-se a primeira partícula, embora numa parte diferente do universo. Daí o nome teletransporte, demonstrado pela primeira vez na década de 1990.

Hoje, o teletransporte é um fenômeno padrão nos laboratórios de óptica quântica e se tornou uma tecnologia fundamental por trás da Internet quântica que emerge lentamente.

Transmissão de Energia

Mas tem outro uso. Na década de 2000, um físico japonês chamado Masahiro Hotta, da Universidade de Tohoku, levou a ideia mais longe, sugerindo que se o teletransporte pode transmitir informações, então também deveria ser capaz de transmitir energia. Ele passou a desenvolver a base teórica para o teletransporte de energia quântica.

Agora, Kazuki Ikeda, da Universidade Stony Brook, no estado de Nova York, diz que conseguiu teletransportar energia pela primeira vez usando um computador quântico comum. “Relatamos a primeira realização e observação do teletransporte de energia quântica em hardware quântico real”, diz ele, acrescentando que a capacidade de teletransportar energia pode ter implicações profundas para a futura Internet quântica.

A ideia chave por trás do teletransporte de energia quântica é que a energia de qualquer sistema quântico está em constante flutuação. São essas flutuações naturais de energia que podem ser exploradas em nível quântico.

Hotta apontou originalmente que medir parte de um sistema quântico inevitavelmente injeta energia no sistema. No mundo quântico, esta energia pode então ser extraída de uma parte diferente do sistema sem que a energia percorra o espaço intermediário. Nenhuma energia é ganha ou perdida; é simplesmente transferido.

A demonstração dessa ideia requer um conjunto de partículas quânticas que compartilham o mesmo estado quântico e, portanto, estão emaranhadas.

Isso foi difícil de conseguir quando Hotta desenvolveu suas ideias. Mas Ikeda observou que sistemas de partículas emaranhadas se tornaram facilmente disponíveis nos últimos anos devido ao advento dos computadores quânticos.

Na verdade, os computadores quânticos da IBM são baseados em qubits supercondutores e podem ser acessados ​​pela Internet. Ikeda simplesmente escreveu o algoritmo quântico que colocou a ideia de Hotta em ação e depois usou o computador quântico da IBM para executá-lo. “Os resultados são consistentes com a solução exata da teoria”, diz ele.

Dentro do computador quântico da IBM, Ikeda só conseguia teletransportar energia a distâncias aproximadamente do tamanho de um chip de computador. Mas ele diz que, tendo demonstrado a ideia, deverá ser imediatamente possível teletransportar energia por distâncias muito maiores.

Rede Quântica

Ele salienta que a tecnologia já está disponível para fazer isso através de ligações existentes, como uma ligação de 158 quilómetros entre a Universidade Stony Brook e o Laboratório Nacional de Brookhaven. Além disso, deverá ser possível teletransportar energia através de uma internet quântica, assim que estiver disponível, provavelmente na década de 2030, diz Ikeda.

Isso terá implicações profundas, diz ele. “A capacidade de transferir energia quântica por longas distâncias trará uma nova revolução na tecnologia de comunicação quântica”, diz Ikeda.

Ele imagina que a energia e a informação serão comercializadas através da Internet quântica, cabendo aos comerciantes escolher onde obtê-las de forma mais económica. Isso levará a uma nova ciência da economia da informação quântica, diz ele.

É claro que há muitos passos no caminho para conseguir isso, e um deles será mostrar que o teletransporte pode transmitir quantidades úteis de energia. Outra questão interessante é até que ponto o teletransporte de energia é diferente do teletransporte de informação e onde reside a diferença. Isso deverá ajudar a desvendar a natureza mais profunda do universo e os verdadeiros papéis que a informação, a energia e outros elementos primitivos desempenham na nossa realidade.

* Informações de The Physics arXiv Blog.

- Imagem: Divulgação.

- Referência:

- Primeira Realização de Teletransporte de Energia Quântica em Hardware Quântico: arxiv.org/abs/2301.02666

- Produção: Pepe Chaves

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