Diamantes abrem as portas para a computação quântica
A física quântica é reconhecida por transcorrer sobre fenômenos bizarros que normalmente se acotovelam com as leis da física clássica. A interação entre objetos proposta pela física das escalas concretas normalmente esbarra em impedimentos teóricos, quando confrontada com as típicas conexões propostas por essa nova escola.
O fenômeno quântico conhecido como ‘entanglement‘ (envolvimento) conecta teoricamente dois objetos mesmo que estejam separados por distâncias imensuráveis e, além disso, estuda os elementos que afetam ambos os objetos no tempo e no espaço, assim como as potencialidades dessas interações.
O entanglement, em poucas palavras, ocorre quando partículas como eléctrons ou fótons interagem fisicamente e depois se separam. O que define o fenônemo, do ponto de vista quântico, é a premissa de que ambas as partículas compartilham um estado indefinido até que sejam mensuradas.
É essa interferência de medição que provoca, entre outros fatores, a conexão que leva o nome do fenômeno em si. Ou seja, partículas pontencialmente conectáveis (porém separadas) que respondem à intervenção de uma mensuração e assim provocando o estado de correlação ou, se permitimos simplificar o termo, de contato.
Cientistas do Reino Unido, Singapura e Canadá conseguiram um feito notável nesse campo de estudo. Eles foram capazes de demonstrar fisicamente o fenômeno por meio de diamantes comuns e nas condições encontradas em qualquer laboratório.
Ben Sussman, físico quântico do Conselho Nacional de Pesquisas do Canadá, explica:
“É difícil de compreender que podemos, praticamente, segurar em nossas próprias mãos essa pequena ‘coisa’ quântica de 1 milímetro de espessura”
Ele não se acanha ao dizer que a sucessão de tentativas que culminou nesses resultados é bastante importante para engenheiros e pesquisadores que procuram há anos um meio de explorar o fenômeno de entanglement com finalidades de aplicação em tecnologias como a debatida computação quântica.
E, de fato, é um grande passo nessa direção sermos capaz de apreciar uma demonstração científica que vai além da teorética proposta nos cálculos e papers de outros especialistas.
O experimento consistiu em posicionar duas peças de diamante (acima, na cor púrpura) e envolvê-los – criando o estado quântico de entanglement – através de pequenos pulsos de laser (em verde). Com isso estabelecido de maneira adequada, foi possível mensurar a luz que se desprendia de ambos os diamantes simultanemanente (azul e vermelho), de modo que os cientistas puderam então comprovar o estado quântico desejado com a experiência.
Um dos outros fatores que chamou a atenção da comunidade científica foi o fato deste experimento ter sido feito em temperatura ambiente e com materiais em seu estado sólido natural. A metodologia comum para experimentações do tipo sempre contempla a modificação de estados de amostras bem diferentes de simples diamantes naturais e também condições especiais, como temperaturas baixíssimas.
O próximo passo é tornar possível o estabelecimento do fenômeno conectando elementos bem maiores em tamanho. Novamente, já houveram situações onde os cientistas conseguiram “entanglear” 😀 circuitos integrados de supercondução, porém, apenas com suas temperaturas reduzidas a níveis extremamente baixos.
O que parece ser um prato cheio para a nova geração de especialistas holísticos é então a notícia de que objetos comuns tem, de fato, o potencial para exibir este comportamento/estado.
O que de um lado é apenas potencial ao associarmos os resultados do experimento do AAAS com um tijolo, de outro, a experiência em si apenas pavimenta uma estrada ainda bem longa a ser percorrida, até que se possa satisfazer completamente o próximo candidato à Gandalf.
Ou seja, pode contar que falarão por aí coisas como “a ciência comprova sem sombra de dúvida que basta aprendermos a medir direito que podemos nos conectar à uma cebola cósmica” e por aí vai…
Traquinagens com essas pobres almas à parte, os cientistas alertam para o fato de que fenômenos quânticos facilmente se rompem ou dissociam-se quando em objetos maiores.
A razão para isso se dá por conta de uma propriedade física que favorece a demonstração de estados de entanglement em objetos bastante pequenos, conhecida como ‘coerência’. Essa condição sofre uma espécie de erosão quando interage com outros elementos, como por exemplo, átomos que estão próximos dos elementos sendo ‘conectados’.
Sussman esclarece:
“Coerência é o fator de medida que determina o potencial quântico de um sistema. Se existem muitos elementos térmicos ricocheteando de lá para cá nesse sistema, o potencial quântico desaparece”.
Ian Walmsley, professor de Física Experimental da Universidade de Oxford, explica que:
“É mais fácil manter a coerência em objectos menores pelo deles estarem praticamente isolados de outras partículas que podem perturbar suas interações. As coisas se complicam em objetos maiores contendo diversas outras partes em movimento”.
Dos pontos principais da pesquisa, Sussman e seus colegas anotam que:
- A ductilidade (dureza) dos diamantes demonstra que eles são mais resistentes à perturbações que podem destruir a coerência;
- A velocidade máxima do experimento (os cientistas utilizaram pulsos de laser de não mais que 60 femtosegundos de duração – o equivalente a 0.00006 de um 1 [ns]* – demonstra que não houve tempo para que perturbações destruíssem o estado de coerência, assim como os efeitos fenomológicos do estado quântico em questão.
Em suma, “não perturbe” e “seja rápido” podem juntos conectar tudo. (Pronto, amanhã saio na capa da Revista Horóscopo de Gaia…)
Com informações: InsideScience
Nota: Um nanosegundo* corresponde à bilionésima parte de um segundo. | Grato ao leitor @theus pela observação.
