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O que vem a ser emaranhamento quântico?

publicado por Márcio Pulcinelli

Neste artigo vou apresentar alguns conceitos sobre o emaranhamento quântico. Este é o terceiro artigo que escrevo sobre computação quântica (física quântica).

O próprio título do artigo indaga sobre o que vem a ser esse tal de emaranhamento quântico. Então, o que seria realmente esse conceito?

Este assunto diz respeito a partículas quânticas afastadas parecerem estar se comunicando, de maneira que as medições feitas em suas propriedades apresentam resultados coordenados entre si. Parece bastante estranho, mas é a mais pura verdade.

Segundo Galvão (2007) o emaranhamento quântico é a característica que possibilita a criação de pares de partículas que revelam correlações surpreendentemente fortes entre suas propriedades.

Para demonstrar o entendimento do que é o emaranhamento quântico, utilizarei um exemplo dado por Galvão.

Para entender como são essas correlações, vamos começar com um exemplo simples: meias. Todo dia de manhã eu coloco um par de meias e saio da minha casa para ir trabalhar. Tenho pares de meias de diversas cores, mas sempre visto as duas meias do mesmo par. Dizemos então que as cores das meias de cada par estão perfeitamente correlacionadas, outra forma de dizer que são sempre da mesma cor. Se levarmos em conta os dias em que me distraio e coloco meias descasadas, ainda assim as cores permanecem fortemente correlacionadas, já que a correlação é calculada a partir de uma média.

Claro que há outras propriedades que são perfeitamente correlacionadas num par de meias, por exemplo, a composição do tecido. Se separarmos os vários pares de meia, levando um pé de cada par para uma cidade e deixando o pé complementar em outra cidade, podemos estudar as propriedades dos pares de meias nos dois laboratórios e encontrar as correlações que existirem entre as diversas propriedades de cada par.

O auto continua apresentando seu exemplo só que agora utilizando partículas quânticas.

Usando um cristal especial e um laser para criar um par de fótons (partículas de luz). Essas partículas são criadas juntas (como as meias), e por isso também mostram correlações entre suas propriedades. Por isso mesmo, costumamos chamar os fótons criados nesse processo de fótons gêmeos. Depois de criarmos o par de fótons, podemos mandar cada um deles em uma direção diferente.

Como as meias, um dos fótons de cada par vai para um laboratório em uma cidade, enquanto o seu fóton gêmeo é encaminhado para outro laboratório em outra cidade. Cada laboratório vai escolher uma propriedade dos fótons para medir, dentre duas opções. Essas propriedades reais só têm dois possíveis valores. Por isso, vamos assumir que só há duas possibilidades para cor (preta ou branca) e tecido (algodão ou lã). Assim, medir essas propriedades de cada par de fótons gêmeos acaba sendo parecido com dois interrogatórios independentes dos fótons de cada par, assim queremos investigar as correlações entre os resultados.

Segundo (NIELSEN, 2005) duas ou mais partículas distantes que podem revelar não-localidade quântica são ditas emaranhadas um termo que lembra essa forte correlação à distância. Duas partículas quânticas emaranhadas são criadas de uma forma curiosa, em que todas as suas propriedades ficam armazenadas somente nas características globais do par, ao invés de em cada partícula individual. Essa situação em que a informação é armazenada globalmente acaba resultando em correlações mais fortes do que esperamos classicamente, quando medimos as partes individuais.

Einstein foi dos primeiros a discutir o fenômeno, tão difícil e exasperante que o grande físico chegou a dizer que o emaranhamento lhe parecia uma “ação fantasmagórica a distância”. Apesar de ser um dos maiores mistérios da física, o emaranhamento aparece em sistemas quânticos de todos os tipos.

Experiências indicam que o emaranhamento sobrevive mesmo entre sistemas muito afastados. O recorde atual de distância para demonstrações experimentais com fótons é de 144 quilômetros, a separação entre duas ilhas da Espanha. Galvão (2007) .

Atualmente as grandes corporações estão investindo milhões de dólares no emaranhamento quântico, diretamente na área de criptografia quântica a qual explora a não localidade quântica para transmitir informações com segurança absoluta.

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Autor

Márcio Pulcinelli é consultor da área de Tecnologia a mais de dez anos. Os últimos oito anos foram voltados para projetos na área de gestão de sistemas em Gás & Energia e Petróleo junto aos clientes Petrobras S.A e Gas de France (GdF Suez E&P Norge AS) sendo o último, projeto no exterior (Noruega) ambos pela empresa Accenture do Brasil. Alguns anos em projetos de crédito junto ao cliente Caixa Econômica pela empresa UNISYS Outsourcing. Experiência em gestão de projetos de tecnologia, mapeamento de processos, modelagem organizacional de negócio, Implantação de Enterprise Project Management (EPM) com foco em gestão de projetos de manutenção de plataforma de petróleo e perfuração de poços exploratórios, modelagem de painéis de indicadores para CLPs (Computador Lógico Programável) em malha de gasodutos, responsável pela modelagem de sistemas de intervenções e paradas para malha de gasoduto, dentre outras áreas de atuação. Visite meu site: blog.marcio-pulcinelli.com

Márcio Pulcinelli

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