Teletransporte Quântico => via Satélite(s)

“No campo das comunicações quânticas via satélite, estamos no mesmo nível que o Sputnik – primeiro satélite artificial – enviando alguns bips       ao espaço”………………..(Paolo Villoresi – Universidade de Pádua/Itália)

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O grande destaque do experimento foi a observação do fenômeno quando os dois átomos foram colocados a uma distância de 1 metro um do outro. [Moehring et al.]

Físicos da Universidade de Michigan, nos EUA… provocaram o “entrelaçamento” entre 2 átomos de itérbio, que passaram a funcionar como qubits… A informação (0 ou 1) foi armazenada como elétrons. Os pesquisadores então … excitaram os 2 átomos…induzindo os elétrons…a passar para o ‘estado mais baixo de energia’ … e assim… – emitir um fóton luminosoOs átomos de itérbio, elemento do grupo das terras-raras são capazes de emitir 2 tipos de fótons… a comprimento de onda diferentes. O fóton então liberado, indica  o ‘estado particular’ de cada átomo…pois cada um está entrelaçado a seu átomo. Manipulando os…fótons emitidos – para cada um dos átomose guiando-os para interagir no interior de uma fibra óptica, os pesquisadores conseguiram entrelaçá-los Depois que a fibra óptica é retirada, os 2 átomos vão continuar sincronizados.

Teletransporte quântico entre átomos                                                                            No experimento, 2 átomos foram afastaram a 1 metro de distância, comprovando          assim o efeito. – O mecanismo continua funcionando (em tese) mesmo se um dos        átomos pudesse ser levado para Júpiter… e o outro… para o outro lado da galáxia’.

Segundo David Moehring, componente da equipe, o entrelaçamento localizado já foi feito antes, em ‘armadilhas de íons’mas, se desejarmos construir uma rede de computadores quânticos escalável (‘Internet quântica’)…é necessário criar esquemas entre memórias de qubits entrelaçadas remotamente. O segredo do “teletransporte quântico” é esse entrelaçamento (ou emaranhamento)…que ocorre somente em escala atômica…ou, sub-atômica. Quando 2 objetos são postos nesse “estado entrelaçado”, suas propriedades ficam inextricavelmente ligadas, de forma que – o simples ato de medir qualquer um dos objetos imediatamente determina as características do outro. No teletransporte quântico, a informação (como spin da partícula, ou polarização do fóton) é transferida de um local    a outro sem que ocorra o deslocamento por meio físico… Não há transferência de energia ou matéria. O teletransporte descrito foi diretamente efetuado do estado quântico de um átomo… a outro distante – com 90% de eficiência na recuperação da informação original.

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Cientistas conseguem pela primeira vez teletransportar informação entre dois átomos isolados em compartimentos a 1 metro de distância.[Imagem: Olmschenck et al.]

Graças às leis peculiares da mecânica quântica, sua incerteza intrínseca projeta os íons em um ‘estado de entrelaçamento’… Ou seja, cada um deles fica em uma superposição dos 2 ‘estados possíveis’. Como deteção simultânea de fótons não ocorre com frequência…o estímulo a laser,      e o processo de emissão do fóton…precisam se repetir…milhares de vezes por segundo… Mas, quando um fóton aparece em cada detetor… é o “sinal único”…do entrelaçamento entre íons.  Assim que o entrelaçamento foi identificado o íon A foi medido…O ato de medir fez com que saísse da superposição – assumindo condição definitiva … um dos 2 estados do bit quântico.  Mas como o estado do íon A estava ligado ao      do íon B, irreversivelmente… a medição de A também fez com que B assumisse o…”estado complementar“…Em função de qual estado detetado do íon A, pode-se saber, exatamente, qual tipo de “pulso de microondas” aplicar ao      B…para que este recupere a informação exata, que foi armazenada, originalmente, no 1º íon. Esse…é o “teletransporte da informação“.

O que distingue esse resultado como teletransporte é que nenhuma informação contida na memória original realmente passou entre os íons. Em vez disso, a informação desapareceu ao ser medido o íon A, e reapareceu ao aplicar o pulso de microondas no íon B, mostrando assim, a base potencial para a formação de um ‘repetidor quântico‘ em larga escala, capaz de funcionar como uma “rede qubit de memórias quânticas a largas distâncias.

Informações quânticas trafegam em “rede de fibras óticas”                                Com uma nova técnica para converter fótons…de modo a transportar dados                  quânticos em comprimentos de onda, transmissíveis a longas distâncias, em                redes de fibra ótica…obteve-se grandes avanços…num aspecto fundamental                    desses “sistemas de informação quântica”… – a “transmissão de dados”.

Cientistas do Instituto de Tecnologia da Geórgia, EUA, fizeram avanços em elementos-chave necessários para os sistemas de informação quântica…Estes avanços constituem ferramentas importantes para a construção de um protótipo de rede de informação quântica, codificando dados de forma segura, no  entrelaçamento de átomos e fótons,  com o objetivo de distribuir qubits entrelaçados por longas distâncias. – Estes qubits viajavam como fótons nas redes de fibras óticas do atual ‘sistema de telecomunicações’. Devido às perdas na intensidade do sinal ao longo dessas fibras óticas, será necessário instalar “estações repetidores” em intervalos regulares na rede, para reforçar os sinais.

Para lidar com qubits…esses repetidores vão precisar de uma “memória quântica“… – para receber o sinal fotônico… armazená-lo brevemente…e depois produzir um outro sinal de maior intensidade…para transportar os dados ao… “nó seguinte“… — e assim por diante… — até seu destino final. 

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Nesse sentido… os pesquisadores desenvolveram a técnica necessária para converter, de volta – os fótons com dados quânticos, para comprimentos de onda infravermelhos – mais apropriados para a transmissão em “sistemas de telecomunicação” convencionais. A técnica é considerada eficiente, com baixo nível de ruído – e…praticamente sem perda significativa das informações “codificadas quanticamente”… no entrelaçamento dos fótons. 

Assim que os fótons são convertidos em comprimentos de onda de telecomunicações, eles viajam através de uma fibra ótica…e retornam para a armadilha magneto-ótica… — sendo então convertidos de volta… a comprimentos de onda infravermelhos… para verificar se o emaranhamento quântico foi mantido… Esta conversão entre comprimentos de onda dos fótons que carregam informações quânticas, ocorre no interior de um ‘sofisticado sistema’, preparado para maximizar a probabilidade de interação com os fótons que chegam… pelo objetivo de apropriá-los à transmissão…nos sistemas de telecomunicações convencionais.

Aumento de vida útil da informação                                                                                    Cientistas conseguiram uma grande evolução, no período de tempo                                      em que um “repetidor quântico” (para transmissão da informação)                                          é capaz de manter uma dada informação armazenada na memória.

A ‘memória quântica‘ é criada quando a energia de uma luz laser excita os átomos dentro de uma grade óptica, em nuvens densas e superfrias de rubídio (elemento químico usado em semicondutores). Os fótons, formados pelos átomos excitados, carregam informações quânticas sobre a própria excitação… e são assim… introduzidos no sistema de conversão do comprimento de onda. – Nestes experimentos feitos…a memória ficou preservada por 0,1 segundo; duração que se aproxima do objetivo dos pesquisadores na áreaconseguir uma memória quântica que dure por pelo menos 1 segundoo suficiente para transmitir    informação ao nó seguinte da rede. – Numa ‘rede quântica’, um link entre nós vizinhos é feito por um par de qubits entrelaçados. Assim, um elo de uma rede quântica representa    o entrelaçamento entre 2 qubitsDessa forma, portanto, um nó possui, exatamente, um qubit para cada vizinho – e, como pode agir sobre esses qubits…é chamado de ‘estação‘.

“Esse é o 1º sistema em que uma memória quântica de longa duração foi integrada com a transmissão em comprimentos de onda de telecomunicação… Assim – temos agora as ferramentas necessárias para a construção de um repetidor quântico”… concluiu Brian Kennedy – professor da Escola de Física da Georgia Tech… e um dos autores do estudo. 

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A informação quântica é gravada na polarização de um fóton, que pode então ser transmitido pela fibra ótica.

Transmitindo bits luminosos

Todos os dias, fibras ópticas transmitem informações — à velocidade da luz — no mundo todo… A ‘grande novidade’ é que elas …  também podem ser aproveitadas no transporte de ‘informações quânticas’.  Para demonstrar isso… Andreas Stute, e colegas da “Universidade de Innsbruck”,  Áustria, lograram transferir informação quântica, armazenada num átomo (Ca), ao longo de uma ‘rede de fibra ótica‘, para alcançar um outro átomo distante.

Entre as tecnologias mais promissoras para a construção de computadores quânticos estão os sistemas de átomos individuais…confinados em armadilhas de íons, e manipulados com raios laser… — De acordo com Stute… “Atualmente já podemos realizar cálculos quânticos com átomos… No entanto, ainda falta construir interfaces viáveis pelas quais a informação quântica possa ser transferida… – por ‘canais óticos‘… – de um computador para outro”.

Interface quântica

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Diagrama esquemático do funcionamento do primeiro protótipo de uma rede quântica. [Nature]

O que torna a construção dessas interfaces algo difícil, apesar de não impossível, são as próprias leis da mecânica quântica… que não permitem que a informação quântica seja simplesmente copiada. Em vez disso, uma futura internet quântica, isto é, uma rede de computadores quânticos ligados por canais óticos… – terá de transferir as informações quânticas, para partículas individuais de luz… – os fótons’… – Estes fótons…poderão então, ser transportados através de fibras óticas…para outros computadores quânticos.

Fótons são ideais para transferir informação por longas distâncias…enquanto átomos oferecem o meio vantajoso para ‘memória quântica’ de longa duração. Essa combinação representa uma arquitetura promissora para um ‘repetidor quântico‘ que permitirá que informações quânticas se transfiram por distâncias muito maiores do que seria possível apenas com fótons. Esse teletransporte de informação pode constituir a base de uma ‘Internet quântica‘… capaz de superar em muito qualquer outro tipo comum de rede. 

O que os pesquisadores fizeram agora – pela primeira vez, foi transferir diretamente a informação quântica do átomo, ou seja, do qubit, para um único fóton. – Sendo que, o qubit onde está a informação é um íon de cálcio… preso em uma “armadilha iônica”;  isto é colocado entre 2 espelhos altamente reflexivos. Sobre isso, Stute ainda explicou:  “Nós usamos um laser para gravar a informação quântica nos estados eletrônicos do átomo – que então…foi excitado com um 2º laser…Como resultado, ele emitiu fótons. Neste momento, pudemos anotar a informação quântica registrada no átomo sobre o ‘estado de polarização’ do fóton…mapeando assim, a informação na partícula de luz”.

Em outras palavras, a informação é lida no átomo, e gera-se um fóton cuja propriedade contém aquela mesma informação…O fóton é então, armazenado entre os espelhos, até que, afinal, passe através de um dos espelhos, que é menos reflexivo do que o outro. Os       2 espelhos orientam o fóton numa direção específica… – guiando-o em uma fibra ótica.

A informação quântica armazenada nos fótons pode assim…ser transmitida                      ao longo da fibra ótica, a um computador quântico distante…onde a mesma                      técnica pode ser aplicada ao reverso … para escrever a informação de volta                      num átomo. (Informação da matéria p/luz # informação da luz p/matéria) 

Teletransporte de “informações quânticas”…                                                                    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’ que se encontra guardada no qubit”.

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[University of Tokyo]

No 1º experimento…o teletransporte se tornou determinístico, alcançando um aproveitamento de…quase 100%, passando a ser realizado – por assim dizer…ao apertar de um botão. Já no  2º  experimento… – o teletransporte, também determinístico passou a ser realizado por um “circuito de estado sólido”… – dispensando desse modo os complicados “aparatos fotônicos”.

 No 1º experimento, combinando qubits fotônicos com teletransporte de ondas óticas, a informação é guardada em um ‘bit quântico’, mas viaja através de uma conexão clássica por fibra ótica…eliminando assim, a necessidade da medição pós-teletransporte — para ver se a coisa funciona. Na realização desse procedimento, em vez de entrelaçar apenas      2 qubits, foram entrelaçados vários deles; com mais informação enviada de uma só vez. Dessa maneira, os qubits viajaram mais de 10.000 km… com…79 a 82%…de precisão.

No 2º experimento, os qubits foram teletransportados por uma distância muito menor… 6 milímetros. Mas, com 2 grandes vantagens na técnica utilizada. A 1ª é que o teletransporte quântico foi feito usando um microcircuito eletrônico de estado sólido…em vez da conexão óptica – a técnica usa circuitos supercondutores, postos frente a frente. – A 2ª vantagem é que a velocidade do teletransporte é bem mais rápida, podendo transmitir até 10 mil qbits por segundo; o que se aproxima da utilização prática em computadores quânticos — ainda que apenas para transmitir informações da “memória” ao “processador” – ou…entre estes.

Teletransporte com “reciclagem quântica”                                                                    Os ‘protocolos’ de teletransporte desenvolvidos até agora só podem enviar informações embaralhadas – exigindo correção pelo receptor… – ou, mais recentemente…’baseados em portas’… não necessitam de correção – mas sim … uma quantidade impraticável de entrelaçamento… – já que cada objeto enviado poderia destruir o “estado entrelaçado”.

transporte quântico

O entrelaçamento envolve um par de partículas quânticas — assim como elétrons e fótons, intrinsecamente ligadas entre si…retendo sincronização nas partículas…estejam próximas uma da outras – ou, em lados opostos da galáxia. — Através dessa conexão, bits quânticos de informação (qubits)…são passíveis de transmissão, por apenas formas clássicas de comunicação. – O protocolo agora criado, porém…fornece uma “solução sequencial”…na qual o estado entrelaçado é “reciclado“…de forma que a ligação entre partículas se mantém no teletransporte de múltiplos objetos, mesmo considerando a situação natural de um ‘desentrelaçamento’ proporcional à quantidade de qubits enviados.

No novo protocolo elaborado, o teletransporte quântico aproveita o entrelaçamento      para transmitir blocos de informação – do tamanho de ‘partículas‘ – por distâncias relativamente enormes, e de forma potencialmente instantânea. Mesmo totalmente teórico… implementar o novo protocolo – na prática… será uma ‘questão de tempo’. Todavia, já sendo a computação quântica uma realidade … transmitir esses dados a          longa distância (numa ‘internet quântica’) ainda é um desafio a vencer. (texto base)

 ‘Átomos assombrados para computação quântica’ (set/2007) ‘Teletransporte-quantico’   ‘teletransporte-quantico-atômico’ (jan/2009)  ‘redes-quanticas-complexas’ (jun/2010)      “Comunicação quântica”‘Informacoes-quanticas-em-rede-fibras-opticas’ (set/2010)  ‘Internet-quantica-Fibras-opticas’ (02/2013) ‘Teletransporte-info-quantica’ (08/2013)    ********************************************************************************

As (infinitas) possibilidades do “teletransporte quântico”                                   Satélites poderiam ser usados para enviar poderosas ‘chaves de encriptação’                      de dados, usando fótons emaranhados. O vácuo do espaço poderia resolver                        o ‘problema da distância’ – encontrado em enviar sinais quânticos na Terra.

Cientistas tentam construir uma “rede espacial quântica” de comunicações, que possa permitir transmissões impossíveis de monitorar… Fazer isso, pode tornar possível o…”teletransporte quântico de informações” no espaço. Seria fantasmagórico o suficiente, até para assustar Einstein brinca Thomas Jennewein (‘Waterloo University’, Canadá). Estudos em ‘encriptação’    poderiam ter “implicações práticas” imediatas.      O processo com fótons emaranhados usado no experimento seria aquele mesmo que Einstein denominou…’ação fantasmagórica à distância’;    e…Jennewein, logicamente…ainda completou:

“Se conseguirmos usar correlações entre fótons emaranhados                    para estabelecer uma “chave [de encriptação] quântica”… ela                  poderia ser utilizada – para manter…comunicações seguras”.

Einstein, e seus colegas (Podolsky e Rosen) teorizaram, em 1935… que, se você tiver dois sistemas quânticos interagentes, como dois átomos em uma molécula, e depois separá-los, ele permaneceriam emaranhados…o que significa que suas propriedades estariam ligadas, inextricavelmente. – Medir um átomo produziria instantaneamente, uma modificação no outro…não importando o quanto separados entre si… Einstein também acreditava em um limite de velocidade universal; e como nada poderia viajar mais rápido que a luz, pensava que essa comunicação (“ação fantasmagórica”) seria impossível. — Porém, em 1972…um grupo de cientistas mostrou que – ao menos nas curtas distâncias de seu experimento… é exatamente isso o que acontece. – Aliás, décadas antes…outro gigante da física … Werner Heisenberg, já havia proposto – em seu…”princípio da incerteza“… – que o simples observar de uma partícula altera suas propriedades — como também (instantaneamente) as de seu ‘gêmeo emaranhado’.

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Menores estações de rádio – 2 moléculas trocando informações por fótons individuais, um tipo de “rádio quântico”.

“Encriptação quântica”

A encriptação comum… – envolve o uso de chaves…séries de números e letras, que codificam e decodificam mensagens… O remetente tem uma chave que encripta a mensagem…a pessoa recebendo a mensagem tem outra, que a decodifica… – Pode-se então encaminhar feixes de “sinais quânticos” de um lugar para outro, produzindo chaves de encriptação’.  

Todavia, sinais de “comunicação quântica” não são capazes de viajar muito na Terra. — O recorde atual é de 142km…estabelecido nas Ilhas Canárias, pelo próprio Jennewein, então na Universidade de Viena. O problema é a perda da transmissão na dispersão atmosférica. Nem mesmo o uso de cabos de fibra-ótica é a solução…De acordo com Josua Bienfang, do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, outro especialista no ramo…as chances de um único fóton viajar com segurança por mais de 400km num cabo de ‘fibra-ótica’ são baixas.

Teletransporte quântico (via satélite)                                                                                      Contudo, no “teletransporte quântico” espacial, os objetos não são movidos.                    Em vez disso… sua informação, codificada num estado quântico, desaparece                    (de uma partícula na Terra) para reaparecer em outra partícula no espaço”.

É por isso que Thomas Jennewein, da Waterloo University, Canadá…e colegas,              estão pensando no espaço, onde os feixes não se dispersariam no vácuo. Entre            outros projetos seu laboratório já produziu um modelo de satélites para testes.              Estes poderiam enviar poderosas chaves de encriptação de dados que utilizam            fótons emaranhados. — O vácuo do espaço resolveria o problema da distância,                  em enviar sinais quânticos na Terra…Jennewein nos descreve um sistema, em                  que certo dispositivo… em um satélite… cria simultaneamente pares de fótons emaranhados, e os transmite, um membro de cada par, a 2 estações terrestres,                    em feixes de milhões de fótons — todos emaranhados em estados quânticos.

Isso significa que as 2 estações teriam a mesma chave. As 2 estações                                iriam compará-las. Se as transmissões não foram interceptadas, ou                                  modificadas por ‘espião’… as chaves seriam simplesmente idênticas.

Em seguida o remetente enviaria uma mensagem encriptada da maneira convencional, sabendo que ninguém está ouvindo. Mas…se houver qualquer alteração nas chaves – o     que aconteceria se alguém interceptasse a mensagem – a teoria de Heisenberg entraria     em ação, e os fótons seriam alterados. As 2 partes saberiam da existência do espião… e,   ou reenviaram as chaves ou tentariam outro sistema. Desse modo concluiu Jennewein:

“O esquema exigiria 3 fótons…Um, o fóton de entrada, para ser teletransportado, e 2 outros…emaranhados e separados. O fóton de entrada é correlacionado com um dos emaranhados, e portanto…seu ‘estado quântico’ é completamente transferido para o outro fóton emaranhado… que pode estar distante. – O fóton final é o novo ‘original’,       e os fótons iniciais perdem totalmente suas informações”.  (texto base)  (15/03/2013)

consulta: Teletransporte quântico já é realidade # ‘Quantum Teleportation in Space’   ‘Wormhole teletransporta magnetismo’  ‘Como será Internet super-rápida do futuro?’  teletransportando moléculas de DNA # Choque de realidade na computação quântica  ******************************(texto complementar)*****************************

Comunicação espacial quântica é demonstrada experimentalmente                     Cientistas conseguiram demonstrar – pela 1ª vez, a viabilidade técnica de se                       estabelecer um…”canal de comunicação quântica”…entre a Terra e o espaço.

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Mini-satélite de pesquisas Ajisai.[JAXA]

A equipe do professor Paolo Villoresi conseguiu identificar fótons individuais retornando depois de terem sido disparados em direção ao espaço, refletidos pelo satélite artificial japonês ‘Ajisai‘, que orbita a Terra…a uns 1.500 kms de altitude.  O experimento comprova, a possibilidade de se construir um canal de comunicação totalmente seguro…entre a Terra e o espaço…utilizando os últimos avanços da mecânica quântica… – E os  cientistas ainda deram o ‘toque final‘ no artigo:

“Foram resultados experimentais expressivos, em termos de laser … rumo à construção de um canal de comunicação quântica”. (texto base mar/2008) ***********************************************

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A ideia é desenvolver uma internet quântica super-rápida parcialmente baseada em sinais de luz | Foto: Getty

“Internet interplanetária”

O mundo ficou pequeno demais para a Internet, que acaba de ir para o espaço. A NASA testou, com sucesso, a 1ª ‘rede de comunicação espacial’, com base na tecnologia da rede mundial ‘WWW’ de computadores… – Usando um sistema de Rede Tolerante a Interrupções…em inglês “DTN“…pesquisadores do ‘JPL’  (Laboratório de Propulsão a Jato), em Pasadena, na Califórnia, transmitiram dezenas de imagens… — a partir de uma sonda… — a cerca de 33 milhões de kms da Terra.

Como disse o coordenador do projeto Adrian Hooke: Falhas podem ocorrer em inúmeras situações — como quando uma espaçonave…se move para trás de um planeta…ou durante explosões solares”. – Para isso, o novo protocolo DTN usa tecnologia baseada no “TCP-IP”  (a série de protocolos usada para “transferência de dados digitais”…pela qual a Internet se fundamentou)…mas projetada para ser bem mais robusta… – de modo a resistir a atrasos, interrupções e desconexões; comuns na transferência de dados pelo espaço. – Quanto aos atrasos nos sinais, quem assiste televisão por satélite – sabe que…durante uma partida de futebol, o gol ainda nem foi visto, mas os rojões e o grito do locutor já são ouvidos, devido ao sinal de rádio em relação à TV, não precisar percorrer a distância até o satélite e voltar.

Na ‘comunicação espacial’ o problema é bem mais grave…Mesmo trafegando à velocidade da luz, os dados enviados de Marte… conforme a distância entre os planetas, levam… — de 3 minutos e meio a 20 minutos…para chegar aqui.  Ao contrário do protocolo da Internet terrestre – no ‘DTN’… – se o caminho direto ao destino … não for localizado,  os “pacotes de dados”… — ao invés de descartados… – têm sua “informação” conservada por cada nó da rede, pelo tempo necessário…até que a comunicação possa ser feita com um outro nó. – E Leigh Torgerson, gerente do protocolo ‘DTN’/NASA, explicou:  “É como se fosse um jogador de futebol que retém a bola até encontrar um companheiro livre de marcação. Na comunicação espacial…hoje em dia, um grupo de operações deve organizar manualmente cada ‘link‘… – definindo antecipadamente todos os comandos específicos, em relação a quais dados devem ser enviados… quando serão enviados… e, para onde. No protocolo DTN, toda essa transmissão pode ser feita automaticamente”.

No teste realizado, os pesquisadores usaram a sonda Epoxi, em missão para encontrar o cometa Hartley 2 … o que deverá ocorrer dentro de 2 anos. A rede espacial experimental foi montada com 10 nós – em sondas em órbita de Marte… e satélites e centros na Terra.  O próximo teste do “DTN” contará com a participação da “ISS“. ‘texto base’ (dez/2008) **********************************************************************************

Informação (fantasmagórica) transferida acima da velocidade da luz (mar/2015)    Em termos práticos… – os experimentos não conseguem dar uma “palavra final” sobre     o assunto porque normalmente dependem do transporte clássico de partículas, ou seja, fótons viajando ao longo de fibras ópticas. – Todavia…tudo isto pode estar mudando…

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Esquema da geração de um estado entrelaçado não local, sem troca de partículas, que poderá ser usado em futuras arquiteturas de computação quântica. [Imagem: Qi Guo et al.]

No caso da “ação fantasmagórica à distância“,  baseada no fenômeno do entrelaçamento, ou emaranhamento… as partículas entrelaçadas influenciam-se mutuamente mesmo estando em extremos opostos da galáxia. E isto se dá, ao que parece…’instantaneamente’… ou seja, mais rápido do que a velocidade da luz, mas ninguém sabe exatamente como, e os físicos ainda não concordam em uma ‘troca real’ de informações, apenas por meios quânticos. O teletransporte quântico até agora, ainda não passou pelo…teste de Bell incontestável, o qual — provando a existência de ‘influências escondidas além do espaçotempo‘, daria um fim ao limite universal da velocidade da luz.

Em 2013, Hatim Salih, do Centro Nacional de Física e Matemática da Arábia Saudita, desafiou essa noção, em um artigo publicado na principal revista de física do mundo, mostrando que a informação pode de fato ser transferida entre 2 pontos… – sem que qualquer partícula viaje entre eles. – Isto é possível graças ao fenômenoefeito Zeno quântico encadeado“, no qual uma série de medições encadeadas garante que ‘nunca’ haverá “decoerência” do estado quântico das partículas entrelaçadas…ou seja, que as 2 partículas ‘gêmeas‘ nunca perderão sua conexão intrínseca, que permite a tal ‘ação fantasmagórica’, onde tudo que acontece a uma…se refletirá imediatamente na outra.

Agora, Qi Guo e colegas do Instituto de Tecnologia Harbin, na China, apresentaram a proposta de um esquema experimental (acima) no qual a ‘informação’, efetivamente,     pode ser transferida entre duas partículas separadas, sem qualquer tipo de “partícula mediadora” entre elas – e…sem que ambas precisem estar inicialmente juntas para o ‘entrelaçamento’. Eles demonstraram a possibilidade teórica de entrelaçar 2 qubits,      sem haver interação entre si; ao contrário dos já conhecidos experimentos, nos quais        as partículas são, a princípio, entrelaçadas juntas…para depois…então, se separarem.

Isto significa que um qubit poderá transferir informação para outro qubit desconhecido…de forma não-determinística… sem qualquer comunicação                          clássica… – e…sem que eles tenham sido … previamente … “entrelaçados”.

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Este interferômetro poderia abarcar uma galáxia inteira, permitindo a construção de uma internet galática. [Qi Guo et al.]

Internet galática

Além de balançar toda a interpretação mais aceita da mecânica quântica, o experimento proposto dá um novo alento à “computação quântica”, porque demonstra ser possível a troca de informação entre qubits distantes.    E assim, experimentos com “teletransporte quântico” poderão ter um…novo impulso… permitindo… – eventualmente… refazer os cálculos…sobre – o tempo que levaria para teletransportar um ser humano. – E, Shou Zhang… – chefe da equipe, ainda explicou:

“Teoricamente é possível construir uma… ‘internet galática’… ou até intergalática, usando este esquema – que exigirá um interferômetro de braço longo, intra ou inter-galático – e um objeto quântico com ‘tempo          de coerência’ bem longo. O que hoje, obviamente, ainda é impraticável”.

Mas Zhang acredita que um experimento mais “terráqueo”…para demonstração efetiva do esquema pode ser possível com a tecnologia atual, utilizando um átomo individual natural e um átomo artificial, chamado átomo de Rydbergum complexo ultrafrio constituído por um vapor metal-alcalino. Tal “sintetização” é justamente…seu próximo passo. (texto base************************************************************************************

China constrói primeira estação de satélite quântica móvel do mundo 

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Dois bancos estatais chineses já estão usando o sistema de criptografia quântica via satélite. [Jin Liwang/Xinhua]

A 1ª estação terrestre portátil do mundo, capaz de enviar e receber comunicações quânticas seguras, já está em funcionamento. A estação se conectou com sucesso,              ao satélite espacial quântico Mozi – outro “pioneiro”, lançado em agosto de 2016.

A equipe do professor Ji-Gang Ren, da Universidade de Ciência e Tecnologia da China,    em Hefei, usou a estação móvel para enviar uma transmissão segura de dados, a partir      de Jinan, no nordeste da China. – Ao contrário da estação terrestre utilizada quando o Mozi foi lançado – que pesa mais de 10 toneladas… – esta estação móvel pesa cerca de      80 kg, sendo portanto, pequena o suficiente para ser instalada até no teto de um carro.

A redução significativa de massa e volume da estação foi possível, graças a uma                  ligeira redução na potência de transmissão. A estação terrestre móvel transmite          dados a uma taxa entre 4.000 e 10.000 bits por segundo – em comparação com              uma taxa de cerca de 40.000 bits por segundo relativa às estações maiores.

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Esquema do primeiro satélite de comunicações quânticas, o Mozi. [Chinese Journal of Space Science]

Chaves quânticas

A equipe usou a estação terrestre móvel para realizar a distribuição de…”chaves quânticas”, uma forma de comunicação segura pela transmissão de fótons. Essa técnica inovadora, permite a 2 usuários compartilharem uma chave secreta na codificação criptográfica/decodificação de informações, com virtualmente uma segurança total (o intuito de espionar a chave é de pronto acusado no sistema).

Uma chave foi transmitida via Mozi entre a estação terrestre móvel em Jinan…e outra fixa em Xangai. Segundo Ren … a construção da estação terrestre quântica móvel foi exigida pelos usuários do sistema, como o Banco Industrial e Comercial da China (ICBC). O ‘ICBC’ e o Banco Popular da China já estão usando a distribuição de chaves quânticas por satélite entre cidades distantes, como Pequim (nordeste da China) e Ürümqi no extremo noroeste.

A equipe anunciou também que planeja lançar um “nanossatélite quântico”, nos próximos 2 anos – voltado para clientes comerciais – para que cada vez mais usuários usem “chaves quânticas” – no intuito de proteger suas informações confidenciais. texto base (jan/2020)

Sobre Cesarious

estudei Astronomia na UFRJ no período 1973/1979.
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5 respostas para Teletransporte Quântico => via Satélite(s)

  1. JMFC disse:

    Um novo mundo fascinante se está abrindo… e muitas questões se começam levantando!
    Onde pára o “real” e começa o “virtual”? Mesmo ao nível macroscópico já se vai começando a colocar a questão.
    E as suas implicações aí estão, conforme realça o artigo. Eu próprio já escrevi sobre o tema baseando-me, imagino, nas mesmas fontes.

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  2. Cesarious disse:

    Obrigado pela constante e oportuna participação neste blog JMFC. Como você faz referência aos seus escritos, gostaria de parabenizá-lo pelo seu excelente blog, do qual sou leitor assíduo.

    Do que foi dito acima, a questão que me parece mais recente e inovadora, é a do esquema de 3 fótons para o teletransporte, que também me faz lembrar de alguma coisa escrita há algum tempo atrás…

    Eu vejo o raciocínio lógico como um tipo de simetria que vai de A para B, e de B para C. Se considerarmos, por exemplo, o desenvolvimento linear da dialética, teremos uma “simetria de 180º” na passagem da tese para a antítese – mas, a chegada na síntese não ocuparia mais um espaço linear… do certo e do errado (ou da tese e da antítese), mas sim um espaço maior, no caso, um “plano de possibilidades”.

    Penso que esse exemplo poderia ser aplicado à evolução de sistemas de um modo geral na passagem de um modo “clássico a dinâmico”, ou de “dinâmico a complexo”.

    Pesquisando…http://en.wikipedia.org/wiki/Causal_dynamical_triangulation

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