Spins, fantasmas e heresias

Professor Mustafá Ali Kanso

Vou tentar abordar de forma sucinta um dos conceitos mais estranhos de mecânica quântica e que será um dos principais diferenciais da computação quântica quando comparada a computação tradicional.

 

Trata-se do conceito de entrelaçamento quântico, também denominado emaranhamento quântico ou ação assombrada (ou fantasmagórica) à distância.

Felizmente “mecânica quântica” não é uma religião fundamentalista, assim seus seguidores não me condenarão ao “fogo eterno de um inferno quântico” por abordar um tema desse porte de forma tão displicente – sem o imprescindível tratamento matemático que a define.

Vamos às heresias.

Minha primeira heresia

Numa metáfora, para entender a ideia de entrelaçamento, basta imaginar dois irmãos gêmeos entrelaçados quanticamente: se um deles ficar gripado o outro também vai espirrar, mesmo distantes milhares de quilômetros.

Minha segunda heresia

Como o cerne de nossa explicação está relacionada à spintrônica, vamos partir do nosso conceito bastante simplificado de spin, imaginando que se trata meramente da rotação do elétron em torno de seu eixo (minhas sinceras desculpas aos físicos quânticos – spin é muito mais que isso!).

Teremos por esta abordagem herética dois estados de spins bem definidos:

• Estado zero-zero ou “up” : a rotação do elétron no sentido horário,
• Estado um-um ou “down”: a rotação do elétron do sentido anti-horário

Vamos imaginar que tomamos uma amostra de gás hidrogênio cujo elétron solitário de cada um de seus átomos apresenta naturalmente o spin “up”, e que, por uma ação específica de nosso experimento conseguimos promover o entrelaçamento do spin de cada um de seus elétrons solitários.

Dividimos essa amostra em duas porções iguais A e B. Mantemos a porção A da amostra no nosso laboratório ligada a sensores capazes de detectar qualquer mudança no spin dos elétrons solitários. Depois enviamos a porção B para outro laboratório situado numa estação espacial distante da Terra 10 segundos luz, isso quer dizer que a luz ou qualquer onda eletromagnética oriunda dessa estação espacial levaria dez segundos para chegar até a Terra.

Assim que a amostra B chegar à estação espacial a conectamos a um gerador de campo magnético capaz de inverter o spin dos elétrons solitários e iniciamos nosso experimento.

Cada vez que o spin dos elétrons solitários da amostra B for invertido o mesmo ocorrerá com o spin dos elétrons solitários da amostra A. E de forma completamente inexplicável esta inversão ocorrerá simultaneamente. Ou seja, sem o atraso de 10 segundos que seria o esperado por qualquer comunicação que ocorresse na velocidade da luz.

Fantasmas velozes 

Esse fenômeno provocou muito alvoroço nos meios acadêmicos, pois aparentemente o entrelaçamento quântico promoveria uma “comunicação” entre as partículas por algum “agente” mais rápido que a luz, colocando por terra a Teoria da Relatividade.

Daí o fenômeno ser denominado de ação assombrada ou fantasmagórica à distância.

Apenas sendo um fantasma para burlar o limite da velocidade da luz, ou não?

Atualmente se assume que ocorreu o teletransporte quântico, ou seja, apenas transporte de informação e não de energia ou matéria conforme o defendido por Einstein.

É fácil intuir o potencial deste fenômeno na construção de microprocessadores, memórias de computador e sistemas de comunicação e criptografia de dados, cujo “delay” entre ação e resposta é nulo e independe da distância.

Evidentemente ainda existem muitas dificuldades técnicas para serem vencidas, mas como o noticiado aqui no hypescience, os avanços em direção ao computador quântico estão ocorrendo num ritmo tão acelerado que na pior das hipóteses até o final da década a capacidade e a velocidade de processamento, armazenagem e tratamento de dados atingirão níveis jamais sonhados.

Fonte: http://hypescience.com/