Experimento quântico mostra como Einstein estava errado sobre uma coisa: WebCuriosos
Albert Einstein não estava totalmente convencido sobre a mecânica quântica, sugerindo que a nossa compreensão dela era incompleta. Em particular, Einstein discordou do emaranhamento, a noção de que uma partícula poderia ser afetada por outra partícula que não estivesse por perto.
Desde então, experimentos mostraram que o emaranhamento quântico é de fato possível e que duas partículas emaranhadas podem ser conectadas à distância. Agora, um novo experimento confirma isso ainda mais, e de uma forma que nunca vimos antes.
No novo experimento, os cientistas usaram um tubo de 30 metros de comprimento resfriado até perto do zero absoluto para executar um teste. Teste de sino: uma medição aleatória em duas partículas emaranhadas de qubit (bit quântico) ao mesmo tempo.
O teste propõe uma desigualdade matemática que, se quebrada, mostra que a teoria da mecânica quântica se mantém unida.
Este experimento não apenas executa o teste de Bell a distâncias maiores do que o tentado anteriormente, mas também o executa usando circuitos supercondutores, que deverão desempenhar um papel significativo no desenvolvimento de computadores quânticos.
Pela forma como o experimento está estruturado, com centenas de circuitos eletrônicos do tamanho de micrômetros, uma versão modificada poderia ser utilizada de diversas maneiras.
“Com a nossa abordagem, podemos provar com muito mais eficiência do que é possível em outras configurações experimentais que a desigualdade de Bell é violada”, diz o físico quântico Simon Storz da ETH Zurich, na Suíça.
“Isso o torna particularmente interessante para aplicações práticas.”
Essas aplicações práticas poderiam incluir, por exemplo, comunicações criptografadas seguras.
Apesar dos desafios de construir e afinar a máquina, os investigadores estão confiantes de que esta também poderá ser adaptada para funcionar em escalas maiores, ultrapassando os limites do que sabemos sobre a mecânica quântica.
“Existem 1,3 [tons] de cobre e 14.000 parafusos em nossa máquina, bem como um grande conhecimento de física e know-how de engenharia”, diz o físico quântico Andreas Wallraff, também da ETH Zurique.
Para eliminar todas as possíveis lacunas de um teste de Bell, as medições são realizadas em menos tempo do que o tempo necessário para a luz viajar de uma extremidade a outra – o que prova que nenhuma informação foi trocada entre eles.
Com esta configuração, a luz levou 110 nanossegundos para percorrer o tubo, e as medições foram feitas em apenas alguns nanossegundos a menos. Os investigadores usaram fotões de microondas para criar o emaranhamento, e mais de um milhão de medições foram avaliadas para mostrar a violação da desigualdade de Bell.
É a separação mais longa entre dois qubits supercondutores emaranhados e mostra a promessa da tecnologia qubit. A mesma tecnologia demonstrada aqui poderia eventualmente chegar a computadores quânticos em grande escala.
“Nosso trabalho demonstra que a não localidade é um novo recurso viável na tecnologia de informação quântica realizada com circuitos supercondutores com aplicações potenciais em comunicação quântica, computação quântica e física fundamental,” escrever os pesquisadores em seu artigo publicado.
A pesquisa foi publicada em Natureza.