Seremos algum dia capazes de teletransportar? - Sajan Saini

Veja a lição completa: https://ed.ted.com/lessons/will-we-ever-be-able-to-teleport-sajan-saini

Teletransporte é possível? Uma bola de beisebol poderia se transformar em algo como uma onda de rádio, atravessar prédios, virar esquinas e voltar a ser uma bola de beisebol? Surpreendentemente, graças à mecânica quântica, a resposta pode na verdade ser sim...mais ou menos! Sajan Saini explica.

Lição de Sajan Saini; animação de Karrot Animation.

Teletransporte é possível?

Uma bola de beisebol poderia
se transformar numa onda de rádio,

atravessar prédios,

virar esquinas,

e voltar a ser uma bola de beisebol?

Surpreendentemente,

graças à mecânica quântica,
a resposta poderia ser sim.

Mais ou menos.

Aqui está o segredo.

A bola de beisebol em si não poderia
ser enviada por rádio,

mas toda a informação sobre ela, sim.

Na física quântica, átomos e elétrons

são vistos como uma coleção
de propriedades distintas,

por exemplo, posição,
momentum e rotação intrínseca.

Os valores dessas propriedades
configuram a partícula,

dando a ela uma identidade
de estado quântico.

Se dois elétrons tiverem
o mesmo estado quântico,

eles são idênticos.

Nesse contexto, nossa bola de beisebol é
definida como um estado quântico coletivo

resultante de seus muitos átomos.

Se as informações desse estado quântico
pudessem ser lidas em Boston

e enviadas ao redor do mundo,

os átomos dos mesmos elementos químicos
poderiam ter tais informações

neles impressas em Bangalore

e serem cuidadosamente guiados
para se agruparem,

tornando-se exatamente
a mesma bola de beisebol.

Mas há um porém.

Estados quânticos não são
tão facilmente mensuráveis.

O princípio da incerteza
da física quântica

implica que a posição
e momentum de uma partícula

não podem ser mensurados ao mesmo tempo.

O jeito mais simples de mensurar
a posição exata de um elétron,

requer a dispersão de uma partícula
de luz, um fóton, a partir dele,

e coleta da luz num microscópio.

Mas essa dispersão muda o momentum
de um elétron de modo imprevisível.

Perdemos todas as informações
prévias sobre o momentum.

De certo modo, informação
quântica é frágil.

Medir a informação a muda.

Então, como podemos transmitir algo

que não podemos ler
completamente sem destruí-lo?

A resposta pode estar num estranho
fenômeno de entrelaçamento quântico.

O entrelaçamento é um antigo mistério
desde o início da física quântica

e ainda não é completamente entendido.

Entrelaçar a rotação de dois elétrons
resulta numa interação

que transcende distância.

Mensurando a rotação do primeiro elétron,

determina-se qual será a rotação
mensurada para o segundo,

quer as partículas estejam a milhas
ou anos-luz de distância.

De algum modo, informações quanto
ao estado quântico do primeiro elétron,

chamado de informação bit quântica,

influencia seu par, sem transmissão
pelo espaço entre eles.

Einstein e seus colegas chamaram
essa estranha comunicação

de ação fantasmagórica à distância.

Enquanto parece mesmo
que o emaranhado entre duas partículas

ajuda a transferir um bit quântico
instanteamente pelo espaço entre elas,

há um porém.

Essa interação deve começar localmente.

Dois elétrons devem ser unidos
enquanto em proximidade,

antes que um deles seja transportado
para outro lugar.

Por si só, entrelaçamento quântico
não é teletransporte.

Para completar o teletransporte,
precisamos de uma mensagem digital

que ajude a interpretar o bit quântico
na extremidade receptora.

Dois bits de informação criados
pela mensuração da primeira partícula.

Esses bits digitais devem ser transmitidos
por um canal clássico,

limitado pela velocidade da luz, rádio,
micro-ondas, ou talvez, fibras ópticas.

Quando medimos uma partícula
através da sua mensagem digital,

destruímos sua informação quântica,

o que significa que a bola de beisebol
precisa desaparecer de Boston

para que seja teletransportada
para Bangalore.

Graças ao princípio da incerteza,

o teletransporte transfere as informações
sobre a bola de beisebol

entre as duas cidades,
jamais as duplicando.

Então, em teoria, poderíamos
teletransportar objetos, até pessoas,

mas no momento, parece pouco provável
que possamos medir os estados quânticos

de uma quantidade de trilhões de trilhões
ou mais átomos em objetos grandes

e então recriá-los em outro lugar.

A complexidade dessa tarefa e a energia
necessária é astronômica.

Por enquanto, podemos teletransportar
com segurança, átomos e elétrons isolados,

o que pode levar à supersegura
codificação de dados

para computadores quânticos no futuro.

As implicações filosóficas
de teletransporte quântico são sutis.

Um objeto teletransportado não
se transporta pelo espaço especificamente

como matéria tangível,

nem se transmite no espaço especificamente
como informação intangível.

Ele parece fazer um pouco dos dois.

A física quântica nos dá
uma nova estranha perspectiva

de toda matéria no nosso universo
como coleções de informações frágeis.

E o teletransporte quântico revela novas
maneiras de influenciar essa fragilidade.

E lembre-se, nunca diga nunca.

Em pouco mais de um século,

a humanidade avançou de uma
compreensão inovadora incerta

do comportamento de elétrons
na escala atômica,

ao seu teletransporte
com segurança por uma sala.

Que novo domínio técnico de tais fenômenos

poderemos ter em mil
ou até mesmo 10 mil anos?

Somente tempo e espaço irão dizer.