Enquanto nos filmes de ficção científica as pessoas
saem do ponto A e são recriadas no ponto B, no teletransporte quântico os
qubits não desaparecem e reaparecem - a única coisa que vai de um ponto a outro
é a informação guardada no qubit. [Imagem: University of Tokyo]
Energizar
Não, ainda não é nada parecido com o teletransporte
de Jornada nas Estrelas, mesmo porque cálculos indicam que o tempo para
teletransportar um ser humano seria longo demais com qualquer tecnologia
imaginável hoje.
Mas duas equipes fizeram avanços substanciais na
área do teletransporte quântico, usando técnicas e abordagens diferentes,
colocando a técnica muito próxima da utilização prática no interior de
computadores quânticos e para a transmissão e a criptografia de dados.
No primeiro experimento, o teletransporte passou a
ser determinístico, alcançando um aproveitamento de quase 100%, passando a ser
realizado, por assim dizer, ao apertar de um botão.
No segundo experimento, o teletransporte, também determinístico, passou
a ser feito por um circuito de estado sólido, dispensando os complicados
aparatos fotônicos.
Embora ainda não seja o suficiente para se sonhar
em transportar objetos à distância, os dois avanços são importantes para a
comunicação, a criptografia e computação quânticas.
Teletransporte de informações
Enquanto nos filmes de ficção científica as pessoas
saem do ponto A e são recriadas no ponto B, no teletransporte quântico os
qubits não desaparecem e reaparecem - a única coisa que vai de um ponto a outro
é a informação guardada no qubit.
Para isso, o teletransporte quântico depende do entrelaçamento
quântico (ou emaranhamento), um fenômeno pelo qual duas partículas separadas
têm efeito imediato uma sobre a outra - é o chamado efeito
fantasmagórico à distância.
Como tudo o que acontece com a partícula A afeta
imediatamente a partícula B, torna-se possível transferir a informação sem
transferir fisicamente a partícula - as partículas continuam em seus lugares,
mas a informação passa de uma para a outra.
Embora seja feito ao apertar de um botão - basta
ligar o laser - o teletransporte da equipe do Japão e da Alemanha usa o
tradicional sistema óptico. [Imagem: University of Tokyo]
Teletransporte ao apertar de um botão
Shuntaro Takeda e seus colegas da Universidade de
Tóquio, no Japão, juntaram duas técnicas já usadas anteriormente, combinando
qubits fotônicos com o teletransporte de ondas ópticas - a informação é
guardada em um bit quântico, mas viaja através de uma conexão clássica por
fibra óptica.
Isto elimina a necessidade da medição
pós-teletransporte para ver se a coisa funcionou. Com isto, a taxa de eficiência
aumentou mais de 100 vezes em relação aos experimentos anteriores, deixando de
ser probabilística para ser determinística.
Os qubits foram enviados do Japão até a
Universidade Johannes Gutenberg, na Alemanha, viajando mais de 10.000 km, e
chegando com uma precisão entre 79 e 82%. Para isso, em vez de entrelaçar
apenas dois qubits, eles entrelaçaram vários deles, permitindo que mais
informação fosse enviada de uma vez só.
Segundo os pesquisadores, em teoria é possível
melhorar a técnica até uma eficiência de 100%, quando então o teletransporte de
qubits será viável para uso direto em computadores quânticos.
Para isso, a equipe planeja agora cascatear dois ou
três sistemas similares ao que eles acabam de criar.
Não, a formiga não foi teletransportada - ela só
serve para mostrar as dimensões do circuito supercondutor que realizou o
primeiro teletransporte inteiramente de estado sólido. [Imagem: Jonas
Mlynek/ETH Zurich]
Teletransporte de estado sólido
No segundo experimento, Lars Steffen e seus colegas
do Instituto Federal de Tecnologia da Suíça teletransportaram seus qubits por
uma distância muito menor: 6 milímetros.
Mas há duas grandes vantagens na técnica utilizada.
A primeira é que o teletransporte
quântico foi feito usando um minúsculo circuito eletrônico de estado sólido, e
não os enormes e delicados aparatos fotônicos - em vez da conexão óptica
utilizada nos outros experimentos, a técnica usa circuitos supercondutores
postos frente a frente.
A segunda vantagem é que o teletransporte é muito
mais rápido, podendo transmitir até 10.000 qubits por segundo.
Isto coloca a abordagem dos pesquisadores suíços
muito próxima da utilização prática em computadores
quânticos, ainda que seja apenas para transmitir informações da memória para o
processador, ou entre processadores.
Bibliografia:
Deterministic quantum teleportation with feed-forward in a solid state system, L. Steffen, Y. Salathe, M. Oppliger, P. Kurpiers, M. Baur, C. Lang, C. Eichler, G. Puebla-Hellmann, A. Fedorov, A. Wallraff. Nature, Vol.: 500, 319-322. DOI: 10.1038/nature12422
Deterministic quantum teleportation of photonic quantum bits by a hybrid technique, Shuntaro Takeda, Takahiro Mizuta, Maria Fuwa, Peter van Loock, Akira Furusawa. Nature, Vol.: 500, 315-318. DOI: 10.1038/nature12366
Deterministic quantum teleportation with feed-forward in a solid state system, L. Steffen, Y. Salathe, M. Oppliger, P. Kurpiers, M. Baur, C. Lang, C. Eichler, G. Puebla-Hellmann, A. Fedorov, A. Wallraff. Nature, Vol.: 500, 319-322. DOI: 10.1038/nature12422
Deterministic quantum teleportation of photonic quantum bits by a hybrid technique, Shuntaro Takeda, Takahiro Mizuta, Maria Fuwa, Peter van Loock, Akira Furusawa. Nature, Vol.: 500, 315-318. DOI: 10.1038/nature12366
. Dessa maneira, por meio de um
circuito contador, pode-se determinar o número de máximos que a corrente
atravessa e conhecer assim o fluxo magnético final.
