O teletransporte de estados quânticos promete desempenhar um papel central na segurança da superestrada da informação do futuro.
Apesar dos avanços realizados, o processo continua sendo lento e um tanto desajeitado. Isso pode mudar, com cientistas utilizando um novo processo que poderia teletransportar eficientemente estados de luz para formar uma imagem, usando apenas um par de fótons emaranhados.
A equipe, composta por pesquisadores da África do Sul, Alemanha e Espanha, espera que essa inovação possa ajudar a construir as redes seguras do futuro: se os dados-chave não forem transmitidos, então não poderão ser roubados.
“Tradicionalmente, duas partes em comunicação enviam fisicamente a informação de uma para a outra, até mesmo no âmbito quântico”, diz o físico Andrew Forbes, da Universidade de Witwatersrand.
“Agora, é possível teletransportar informações de forma que elas nunca viajem fisicamente através da conexão – uma tecnologia de Star Trek tornada realidade.”
A pesquisa baseia-se na ideia de emaranhamento quântico, onde partículas separadas permanecem conectadas pelas maravilhas da física quântica. O estado de uma partícula nos informa algo sobre a outra, mesmo que estejam distantes.
Aqui, dois fótons emaranhados foram utilizados, mas os pesquisadores conseguiram incluir muito mais informações do que o habitual – daí o potencial para codificar imagens. Além disso, essas informações adicionais foram ‘teletransportadas’ com sucesso de um ponto para outro.
No entanto, não foi um teletransporte no sentido convencional. Embora a informação em si não tenha sido transferida (como seria em uma conexão de Internet, por exemplo), a medição cuidadosa de um aspecto específico em uma das partículas emaranhadas afeta imediatamente o aspecto correspondente na outra, transmitindo efetivamente seu estado quântico.
Ao transferir detalhes reais da partícula original medida de maneira tradicional, não teletransportada, é possível fixar esse estado, enquanto o estado original é destruído.
Embora não seja uma maneira mais rápida de enviar informações, isso cria uma marca d’água quântica útil para qualquer informação que você não queira que outros vejam.
Neste experimento recente, os pesquisadores demonstraram como um novo método de detecção inovador poderia fornecer as medições necessárias no momento angular de um fóton, aumentando o número de dimensões que poderiam ser teletransportadas em um estado quântico.
“Este protocolo tem todas as características do teletransporte, exceto por um ingrediente essencial: ele requer um feixe de laser brilhante para tornar o detector não linear eficiente, de modo que o remetente saiba o que será enviado, mas não precise saber”, diz Forbes.
“Nesse sentido, não é estritamente um teletransporte, mas poderia ser no futuro se o detector não linear pudesse ser mais eficiente.”
O “detector não linear” mencionado aqui é outra parte crucial da configuração, tanto em termos de lidar com a capacidade extra dos fótons emaranhados quanto em garantir que a informação seja transmitida com precisão de um ponto a outro.
Uma aplicação futura disso, sugerem os pesquisadores, poderia ser o envio de sua impressão digital para um banco. Ao teletransportar detalhes espaciais da sua impressão digital na forma de um estado quântico, futuras medidas de segurança poderiam criar uma chave que efetivamente bloqueia uma caixa de informações digitais, personalizada para o seu corpo.
Embora a física envolvida seja complexa, agora que o experimento de prova de conceito foi realizado em laboratório, podemos esperar por mais avanços no campo do teletransporte quântico.
“Esperamos que este experimento, mostrando a viabilidade do processo, incentive novos avanços na comunidade de óptica não linear, impulsionando os limites para uma implementação quântica completa”, diz o físico Adam Vallés, do Instituto de Ciências Fotônicas (ICFO), na Espanha.
A pesquisa foi publicada na Nature Communications.
O artigo foi publicado originalmente por David Nield na ScienceAlert.
