Físicos teletransportam partícula para o espaço pela primeira vez

Um grupo de pesquisadores e físicos quânticos chineses teletransportou um fóton, ou seja, uma pequena partícula medidora de energia luminosa, para um satélite que orbita a mais de 500 quilômetros (311 milhas).

O satélite, chamado Micius, lançado em agosto do ano passado permitir experiências relacionadas com o entrelaçamento quântico, a criptografia e o teletransporte, encontra-se agora em órbita a 500 quilômetros da Terra, e é capaz de detectar os estados quânticos de fótons individuais lançados a partir do solo.

O mês passado, a equipe de cientistas, liderada pelo físico chinês Jian-Wei Pan, já tinha conseguido realizar com sucesso uma experiência de teletransporte quântico, que envolveu o envio, do satélite para a Terra, de milhares de pares de fotões entrelaçados – que mantiveram o entrelaçamento entre si em duas estações distantes 1.200 quilômetros uma da outra.

Em uma segunda fase desta experiência, os cientistas conseguiram agora “enviar” para um fóton em órbita no satélite as propriedades alteradas de um seu par entrelaçado em Terra – conseguindo, na prática, “teletransportar” o fóton terrestre.

O teletransporte se tornou uma experiência típica em laboratórios por todo o mundo e é baseado no fenômeno do entrelaçamento quântico, que ocorre quando dois objetos quânticos se formam no mesmo instante, no mesmo espaço, e compartilham as mesmas propriedades.

De acordo com este “entrelaçamento quântico”, mesmo que estejam separados por grandes distâncias, os dois objetos entrelaçados são influenciados um pelo outro e alteram suas propriedades quando as do outro são alteradas – instantaneamente e independentemente da distância entre eles.

Segundo os especialistas, se as informações de um fóton cujas propriedades são alteradas forem transmitidas a outro fóton, o segundo fóton assume a identidade do primeiro – e é a mudança de estado que os pesquisadores classificam como teletransporte.

“O teletransporte de longa distância foi reconhecido como um elemento fundamental em certos protocolos, como as redes quânticas em grande escala e computação quântica distribuída”, afirmam os especialistas ao MIT Technology Review.

Segundo o estudo, não existe uma distância máxima sobre a qual este fenômeno pode ocorrer. No entanto, como os fótons interagem com a matéria na atmosfera ou dentro de fibras ópticas, o entrelaçamento pode desaparecer.

“Experiências anteriores de teletransporte entre locais distantes foram limitadas a uma distância de 100 quilômetros, devido à perda de fótons em fibras ópticas ou canais terrestres livres”, destacaram os cientistas.

Mas, como o satélite Micius orbita a uma altitude de 500 quilômetros, um fóton acaba viajando através do vácuo durante a maior parte do caminho.

Para minimizar a quantidade de atmosfera no caminho, a equipe de especialistas estabeleceu a sua estação terrestre em Ngari, no Tibete, a uma altitude de mais de 4 mil metros. Portanto, a distância do chão ao satélite variou entre 1.400 quilômetros quando estava perto do horizonte e “apenas” 500 quilômetros.

Para realizar a experiência, os cientistas criaram pares de fótons entrelaçados no solo, a uma taxa de cerca de 4 mil fótons por segundo e, transmitiram um fotão de cada par de fotões para o satélite, mantendo o outro fotão no solo.

MIT Technology Review

Teletransporte quântico da Terra para o espaço

Teletransporte quântico da Terra para o espaço

Finalmente, os especialistas mediram as propriedades dos fótons em Terra e dos que estavam em órbita, confirmando que o entrelaçamento tinha ocorrido. Em 32 dias, a equipe enviou milhões de fótons e encontrou resultados positivos em 911 casos.

Apesar de o estudo não ter envolvido o teletransporte de um objeto real, mas informação do estado das partículas, os cientistas são unânimes em considerar que este trabalho “estabelece a primeira ligação confiável terra-satélite e é o primeiro teletransporte quântico de ultralonga distância”.

O domínio deste conhecimento poderá permitir por exemplo, no futuro, a criação de infraestruturas de comunicação com redes quânticas a uma escala global. Brevemente em um dispositivo perto de si, a internet mais do que rápida: instantânea.

// ZAP

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