Físicos da Universidade de Ciência e Tecnologia da China conseguiram realizar com sucesso uma experiência de teletransporte quântico entre o espaço e a Terra, a uma distância de mais de 1.200 km.

O entrelaçamento quântico – a física na sua forma mais estranha – saiu da Terra para o espaço. Investigadores liderados pelo físico Jian-Wei Pan usaram o satélite Micius, lançado em agosto do ano passado e que se encontra em órbita a 100 km da Terra, para enviar partículas quânticas entrelaçadas do espaço para a Terra.

As partículas foram enviadas do satélite para estações terrestres a 1.200 quilómetros de distância, batendo o recorde mundial anterior de teletransporte. Desde os anos 1970 que os físicos tentam aumentar a distância a que conseguem entrelaçar partículas, e em outubro a NASA teletransportou uma partícula quântica a 6 km de distância.

O entrelaçamento quântico é um fenómeno teórico segundo o qual duas partículas que tenham interagido entre si ficam ligadas uma à outra, “partilhando” a sua existência, mesmo que estejam a anos-luz de distância – ou seja, alterações numa dada propriedade de uma delas provocam alterações na outra partícula.

Esta é uma enorme, gigantesca proeza“, disse o físico Thomas Jennewein, da Universidade de Waterloo, no Canadá, à revista Science. “Eles tinham lançado esta ideia louca e conseguiram mesmo concretizá-la”.

Na sua experiência, a equipa de investigadores chineses enviou um raio laser para o espaço, em direcção a um cristal localizado no Micius. O cristal emitiu emitiu então mais de 1000 pares de fotões entrelaçados, com estados de polarização opostos.

Os pares de fotões foram então separados e enviados para a Terra, em direcção às estações de pesquisa de Delingha e Lijiang, localizadas nas montanhas do Tibete, a 1200 quilómetros de distância uma da outra.

Depois de medirem o estado de polarização dos fotões em cada uma das estações, os cientistas concluíram que os pares mantinham estados de polarização opostos numa percentagem muito maior do que seria de esperar probabilisticamente – provando assim haver um “efeito fantasmagórico à distância” entre os pares de fotões. Os resultados da experiência foram apresentados num artigo publicado esta sexta-feira na revista Science.

Jian-wei Pan, C. Bickel / Science

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Numa segunda fase da experiência, vai agora ser enviado para a Terra um feixe de fotões entrelaçados com fotões mantidos no satélite, sendo então induzida uma interacção dos fotões em Terra com um terceiro fotão, com estado de polarização desconhecido.

Após essa interacção, a mudança do estado de polarização dos fotões em Terra será reflectida nos seus pares em órbita – confirmando não só que o “efeito fantasmagórico” existe, mas que é possível alterar as propriedades quânticas dos fotões à distância.

O teletransporte quântico depende da captura de pormenores fundamentais de um objecto – os seus “estados quânticos” – para transmitir instantaneamente essa informação de um local para outro, de modo a recriar, noutro lugar pré-determinado, um objecto com exactamente os mesmo valores das mesmas propriedades quânticas.

O conceito teórico é controverso. Até o ilustre físico Albert Einstein, um dos autores do famoso Paradoxo de EPR, que pela primeira vez postulou a “acção fantasmagórica à distância”, afirmou a certa altura ela era demasiado estranha para ser real.

Actualmente, os físicos não conseguem transportar matéria instantaneamente – por exemplo, um ser humano – mas podem usar o teletransporte quântico para transmitir informação de um local para outro.

A longo prazo, esta propriedade da mecânica quântica poderia vir a competir com as ligações convencionais à Internet, que já usa milhares de quilómetros em cabos para ligar dispositivos por todo o mundo, e ser usada, por exemplo, para a encriptação de dados – permitindo o envio de mensagens invioláveis a longas distâncias.

“Assim que tivermos satélites à volta da Terra a transmitir sinais quânticos entrelaçados, teremos dado um gigantesco salto para ultrapassar as limitações do entrelaçamento em terra com cabos de fibra óptica”, explica a física Verónica Fernández Mármol, investigadora do Conselho Nacional da Ciência de Espanha, em Madrid.

Ainda é cedo para que a frase “Beam me up, Scotty” salte dos filmes de ficção científica para a nossa rotina diária, mas… já esteve mais longe.

Armando Batista AJB, ZAP // Science Mag

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