E continuamos nossa caminhada pelo mundo quântico, detalhando fenômenos cada vez mais estranhos. Chegamos ao emaranhamento quântico (ou entrelaçamento quântico), que Albert Einstein chegou a tratar como “ação fantasmagórica à distância”.
Para dar a dramaticidade ideal ao fenômeno, faremos uma analogia com sistemas clássicos: nosso sistema quântico é formado por dois fótons (pacotes de luz) considerados como entidades quânticas, cujos estados são medidos por meio de sua polarização (vertical ou horizontal). Como estas variáveis não são corriqueiras para todos nós, associaremos os fótons a moedas e cada polarização a uma face (cara ou coroa).
Se as duas moedas fossem entidades quânticas, gozariam das mesmas propriedades que temos discutido nas últimas semanas. Para além delas, teriam probabilidade de estarem fortemente correlacionadas (ou emaranhadas), ou seja, estas duas partículas podem compartilhar um único estado quântico, independentemente da distância.
Este processo foi bem detalhado por Erwin Schrödinger, como a seguir:
“ O conhecimento dos sistemas individuais pode ser nulo, enquanto o do sistema combinado permanece máximo. O melhor conhecimento possível do todo não inclui o melhor conhecimento possível de suas partes – e é isso que vem continuamente nos assombrar”.
Quais são as consequências deste processo em nossas “moedas quânticas”?
Primeiro, imaginemos que uma delas esteja em Petrolina e a outra, em Pequim. Em geral, espera-se apenas que a probabilidade de dar cara ou coroa seja exatamente de 50%. Ao arremessar a moeda brasileira ao mesmo tempo que a moeda chinesa, teremos chances iguais de obter cara em ambas, coroa em ambas, cara em uma e coroa na outra, e vice-versa.
Todavia, se estas moedas apresentarem emaranhamento quântico, compartilharão o mesmo estado quântico e, quando a moeda brasileira for lançada, isso forçará o colapso da função de onda e definirá o lado em que a moeda chinesa cairá. Neste caso, toda vez que uma moeda for cara, a outra também o será, contrariando, mais uma vez, nossa percepção clássica (moedas não são fótons).
Quanticamente, a interpretação segue o enunciado de Schrödinger, indicando que, se há emaranhamento quântico, não há sentido em falar de partícula A e de partícula B separadamente.
Esse processo provocou arrepios no próprio Einstein, pois questiona o conceito estabelecido pela teoria da relatividade, uma vez que a transmissão da informação ocorreria a velocidades superiores à da luz. Todavia, mais tarde, chegou-se ao entendimento de que este fenômeno não pode ser utilizado para transmitir informações a velocidades superiores à da luz. Mesmo assim, o emaranhamento quântico é crítico para a computação e a criptografia quânticas, tendo garantido o Nobel de 2022 aos professores Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger por experimentos com fótons emaranhados, estabelecendo a violação das desigualdades de Bell e sendo pioneiros na ciência da informação quântica.
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Falar de Mecânica Quântica para não físicos. Esta é a intenção da série de textos que vem sendo publicada pelo Portal Nossa Ciência. Depois de abordar a Mecânica quântica de bolso; Os elétrons na nossa rotina e a quântica que os habita; Ondas e partículas; O gato de Schrödinger; Tunelamento Quântico; Função de Onda; e A equação de Schrödinger, o professor Helinando Oliveira chega ao oitavo texto da série.
Helinando Oliveira é físico, professor titular da Universidade Federal do Vale do São Francisco (Univasf) e atualmente é vice presidente da Academia Pernambucana de Ciência