Projeto de um teletransportador quântico de buraco de minhoca pode apontar para uma física mais profunda: WebCuriosos

Transferir informações de um local para outro sem transmitir quaisquer partículas ou energia parece ir contra tudo o que aprendemos na história da física.

No entanto, há algum raciocínio sólido de que isso 'comunicação contrafactual' pode não apenas ser plausível, mas dependendo de como funciona, pode revelar aspectos fundamentais da realidade que até agora permaneceram ocultos.

A física contrafactual não é algo novo em si, descrevendo uma forma de deduzir atividade pela ausência de algo. Em certo sentido, é bastante simples. Se o seu cachorro late para estranhos e você ouve silêncio quando a porta da frente se abre, você recebeu uma informação que diz que uma pessoa conhecida entrou em sua casa apesar da ausência de som.

No entanto, nos últimos anos, surgiu a questão de uma versão quântica desta forma de transferência, com os físicos a explorar a possibilidade de a informação quântica ser transportada sem que uma partícula fosse trocada.

O conceito não é meramente teórico. A imagem fantasma usa um par separado de fótons emaranhados para deduzir informações sobre um objeto sem que ele absorva e transmita nenhuma das partículas.

Um importante pesquisador na área propôs um modelo experimental para testar a física por trás de um tipo de comunicação sem troca, um método que ele chama de contraportação.

Como seria de esperar, dada a natureza da física envolvida, a computação quântica desempenha um papel importante. A proposta usa qubits – as versões baseadas em probabilidade de portadores binários clássicos de informação – para transferir informações de um local para outro sem nunca interagir.

A pesquisa anterior de Salih envolve a separação da luz através de conjuntos complexos de divisores e detectores, demonstrando um resultado não intuitivo da informação que chega a um destino, apesar de não haver nenhuma partícula para transportá-la.

O que o físico está propondo é um novo esquema de computação baseado em seu protocolo teórico anterior publicado em 2013.

“Embora o contratransporte atinja o objetivo final do teletransporte, ou seja, o transporte desencarnado, ele o faz notavelmente sem que nenhum portador de informação detectável viaje através dele.” diz o físico Hatim Salih, da Universidade de Bristol, no Reino Unido.

“Para que a contraportação seja realizada, um tipo inteiramente novo de computador quântico deve ser construído: um computador livre de trocas, onde as partes em comunicação não troquem partículas.”

O teletransporte é um meio bem estabelecido de transferir um estado quântico de um lugar para outro. Embora os detalhes sejam complexos, envolve emaranhar vários objetos e depois separá-los a uma distância arbitrária, antes de medir suavemente os objetos emaranhados em um local de uma maneira muito particular. Somente quando o objeto separado também for medido em relação às descobertas, comunicadas por métodos antiquados, o ato de teletransporte será realizado.

O resultado final não é a transferência de um objeto sólido como tal, mas sim um estado quântico muito específico. Concluir as medições no objeto original efetivamente o destrói, o que significa que o estado efetivamente saltou de um lugar para outro.

A contraportação é uma forma quântica de comunicação contrafactual que resulta na transferência de informações quânticas, muito parecida com o teletransporte (só que sem o incômodo adicional).

A questão óbvia é como. É aqui que entra um tipo específico de ponte ou buraco de minhoca de Einstein-Rosen (ER), que se supõe representar a sobreposição ou conexão entre objetos emaranhados.

Segundo Salih, esse tipo de buraco de minhoca local poderia atuar como meio pelo qual ocorre a contraportação.

Embora buracos de minhoca tenham sido teorizados sobre em termos de buracos negrosé possível que também descrevam fenômenos emaranhados em escalas menores. Se os buracos de minhoca realmente existirem, a sua descrição poderá ajudar a preencher lacunas no nosso conhecimento sobre a natureza fundamental da matéria.

“O objetivo no futuro próximo é construir fisicamente esse buraco de minhoca em laboratório, que poderá então ser usado como um banco de testes para teorias físicas rivais, até mesmo as de gravidade quântica”. diz Salih.

“Nossa esperança é, em última análise, fornecer acesso remoto a buracos de minhoca locais para físicos, amadores da física e entusiastas explorarem questões fundamentais sobre o Universo, incluindo a existência de dimensões superiores.”

Devemos notar que tudo isto é, por enquanto, teórico – e baseado em fundamentos com os quais nem todos os cientistas concordam – mas acrescenta outra camada de intriga à discussão científica em curso sobre a comunicação quântica contrafactual e o seu papel potencial na investigação.

“Este é um marco pelo qual temos trabalhado há vários anos”, diz Salih. “Ele fornece uma estrutura teórica e prática para explorar novamente enigmas duradouros sobre o Universo, como a verdadeira natureza do espaço-tempo.”

A pesquisa foi publicada em Ciência e Tecnologia Quântica.