Dinâmica do emaranhamento
Em 16/09/10 11:58.
Atualizada em 21/08/14 11:45.
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Suas curiosidades científicas respondidas pelos especialistas da UFG
Gilmara Roberto
O estudo da dinâmica de emaranhamento está inserido em uma linha de pesquisa da física chamada óptica quântica. As pesquisas dessa área são dirigidas para a compreensão das relações entre certas propriedades de partículas espacialmente separadas. Os estudiosos desses processos buscam o desenvolvimento de uma computação quântica que seja capaz de executar operações em uma velocidade superior à da computação tradicional. Confira abaixo a entrevista com o professor do Instituto de Física da UFG, Norton Gomes de Almeida.
O que é a dinâmica de emaranhamento?
De acordo com as leis da mecânica quântica, quando dois sistemas interagem, eles se tornam emaranhados ou entrelaçados e passam a se comportar como um único sistema, mesmo quando estão espacialmente separados. Assim, se dois sistemas estão emaranhados e é possível medir a grandeza em um deles, instantaneamente, o outro que está espacialmente distante sofre a influência dessa medição. Ou seja, um objeto distante está sofrendo a influência da medição sobre um objeto “aqui e neste momento”, mesmo não havendo nada ligando os dois. Uma questão relevante é como estudar o comportamento desse emaranhamento com o passar do tempo. Ele é importante de ser estudado principalmente para se compreender como pode ser usado todo o potencial dos sistemas quânticos. Questões sobre como é que o emaranhamento se desfaz ou como fazer para preservá-lo são importantes para, por exemplo, prever aplicação em computadores quânticos.
Que novas tecnologias podem surgir com o avanço das pesquisas sobre a dinâmica do emaranhamento?
Podem surgir novas tecnologias nas áreas da computação quântica, da criptografia quântica e da comunicação quântica de um modo geral. Para fazer um computador você precisa de software e de hardware. Se o software for quântico estamos falando de comunicação quântica, e precisaremos também do hardware quântico para processar esse tipo diferente de informação e fazer uso de todos os recursos existentes nos sistemas quânticos.
O que difere a computação quântica da computação clássica com a qual estamos habituados?
Basicamente, é a rapidez do processamento de informações. Tarefas que você não poderia fazer com um computador clássico simplesmente porque não teria tempo hábil, um computador quântico, com o que chamamos de paralelismo quântico, faria por meio de múltiplas tarefas, graças às propriedades de multicorrelação do emaranhamento. Ele faz milhões de operações de uma só vez, o que o torna muito mais rápido. Em virtude da velocidade de processamento das operações quânticas, se ele fosse implantado, o nosso sistema de senhas bancárias, por exemplo, teria que ser mudado. Uma pessoa de posse de um computador quântico poderia quebrar uma senha baseada na criptografia tradicional em segundos – coisa que um computador clássico levaria uma vida inteira para fazer. A construção de um computador quântico seria a pedra filosofal. Teríamos que mudar todo o sistema de senhas, o que já é suficiente para se ter uma ideia do impacto na economia mundial. O emaranhamento pode ainda ser usado para se construir sistemas criptográficos quânticos, como os existentes nos serviços bancários de criptografia de senhas, por exemplo, tornando-os à prova de espiões.
Em que estágio está a pesquisa sobre emaranhamento quântico?
Há os otimistas e os pessimistas. Segundo os otimistas, talvez dentro de quinhentos anos, teremos alguma coisa funcionando com recursos quânticos, como, por exemplo, a computação quântica. Não completamente, mas algumas etapas quânticas que depois passam por etapas clássicas, mas já haveria um ganho. E, de acordo com os pessimistas, mil anos ainda seria pouco tempo. O número de pessimistas é muito maior, embora a quantidade de pessoas trabalhando com computação quântica cresça exponencialmente.
E o senhor: é otimista ou pessimista?
Eu sou pessimista. Quando investigamos mais a fundo, vemos que os aspectos quânticos como o emaranhamento, que tornam o processamento quântico vantajoso, são muito delicados, e se perdem muito facilmente. Eu acho que se fazem pequenas tarefas. A criptografia, por exemplo, é uma realidade. Mas, em relação ao desenvolvimento da computação quântica, eu sou pessimista, porque todos os processos da computação quântica contribuem para que se perca o emaranhamento. Já se tentou construir um computador quântico em estado sólido, com estados internos dos átomos, com ressonância nuclear, ressonância magnética e não se obteve ainda um sistema estável. Isto não quer dizer que seja impossível encontrá-lo. É claro que vamos adquirindo certo ceticismo, mas a pesquisa não deve parar.
Eu sou pessimista. Quando investigamos mais a fundo, vemos que os aspectos quânticos como o emaranhamento, que tornam o processamento quântico vantajoso, são muito delicados, e se perdem muito facilmente. Eu acho que se fazem pequenas tarefas. A criptografia, por exemplo, é uma realidade. Mas, em relação ao desenvolvimento da computação quântica, eu sou pessimista, porque todos os processos da computação quântica contribuem para que se perca o emaranhamento. Já se tentou construir um computador quântico em estado sólido, com estados internos dos átomos, com ressonância nuclear, ressonância magnética e não se obteve ainda um sistema estável. Isto não quer dizer que seja impossível encontrá-lo. É claro que vamos adquirindo certo ceticismo, mas a pesquisa não deve parar.
“Simulação de emaranhamento quântico”
“Ilustração de um sistema emaranhado: laços vermelhos intactos mostram que o entrelaçamento entre as partículas se mantém enquanto que os laços rompidos denotam uma diminuição no fenômeno”
Fonte: Ascom/UFG