A mecânica quântica pode forçá-lo a pensar algumas coisas malucas sobre o funcionamento do Universo, mas ela tem algumas aplicações reais. Uma das peculiaridades principais da teoria permite um tipo especial de ligação quântica, que pode enviar mensagens incrivelmente seguras ou transmitir dados para computação quântica. Os testes desses links existem na Terra, no espaço e, agora, debaixo d’água.
• Teoria maluca sugere que metais pesados vieram de buracos negros parasitas
• Cientistas observaram o efeito da gravidade em partículas minúsculas pela primeira vez
Cientistas chineses já configuraram essa ligação quântica entre o solo e um satélite e até mesmo “teletransportaram quanticamente” uma partícula (o que não é realmente teletransporte). Dada a importância das comunicações subaquáticas, como a fibra óptica usada para transmitir dados de telefone e internet, uma equipe relata que realizou o teste crucial necessário para configurar uma ligação quântica subaquática sem cabos.
Os resultados são bastante preliminares, mas “confirmam a viabilidade de um canal quântico de água do mar, representando o primeiro passo em direção à comunicação quântica subaquática”, escrevem os pesquisadores em um estudo publicado neste mês, no periódico Optics Express.
Se algum dia haverá alguma aplicação para esse link subaquático, ainda não sabemos. Mas se os pesquisadores tiverem sucesso no difícil desafio de estendê-lo além dos 3,04 metros que testaram, isso poderia significar uma nova maneira de enviar mensagens criptografadas quanticamente entre submarinos ou enviar dados de computadores quânticos entre locais separados por água.
Aqui vai o seu rápido curso intensivo de mecânica quântica: as unidades mais minúsculas de matéria, como elétrons e fótons (unidades individuais de luz), podem se comportar como ondas e partículas ao mesmo tempo. Cada uma das propriedades dessas unidades é “quantizada”, o que significa que as propriedades só podem assumir determinados valores atribuídos. Antes de observar de fato as propriedades, é impossível dizer qual é o valor — você apenas consegue uma probabilidade atribuída a cada uma das opções possíveis em uma lista chamada de função de onda. Uma vez que você mede o sistema, a função de onda “entra em colapso”, e a unidade presume as propriedades que você observa.
As coisas começam a ficar estranhas quando você “enreda” as partículas, fazendo-as interagir de maneira que elas devam ser descritas usando a mesma lista de probabilidades. Não importa o quão distantemente as partículas tenham se separado, elas ainda parecem ter consciência uma da outra, de tal forma que observar as propriedades de uma imediatamente faz com que a outra presuma sua propriedade correspondente.
Cientistas chineses concederam fótons de um laser com diferentes polarizações (a direção em que suas ondas se deslocam perpendicularmente ao movimento direto do fóton) passando a luz através de uma série de cristal, filtros e espelhos. O experimento então divide o feixe, mantém um dos dois fótons emaranhados de um lado e passa o outro através de um tubo de três metros de comprimento contendo uma das várias amostras de água do mar.
Funcionou, de acordo com o estudo, e os pesquisadores calcularam ter conseguido, com sucesso, entrelaçar os fótons, mesmo depois de passar um deles através do tubo cheio de água. “Isso nos motiva a investigar uma distância alcançável de comunicação mais longa”, escrevem.
Esses resultados são prova de conceito, claro — a partícula ainda viaja por meio de um tubo e apenas por alguns metros, uma distância na qual você pode simplesmente verbalizar a mensagem em voz alta. Pesquisadores já enredaram fótons até o espaço por mais de mil quilômetros.
Um físico não ficou surpreso, e outro foi cético quanto à possibilidade de os pesquisadores criarem um link muito mais longo, relata a New Scientist. “Como a água do oceano absorve luz, estender isso vai ser difícil”, disse-lhes o professor de ciência da computação da Universidade do Missouri Jeffrey Uhlmann. Mas outra fonte disse que talvez os submarinos possam usar um canal desses para se comunicar de forma segura.
Mas não saberemos até tentarmos, talvez.
[Optics Express via New Scientist]
Imagem do topo: JaredZammit/Flickr