No estranho campo da física quântica, o entrelaçamento quântico – o que Einstein chamou de “ação assustadora à distância” – se destaca como um dos fenômenos mais intrigantes. E agora os cientistas conseguiram demonstrar com sucesso novamente, desta vez a bordo de um satélite CubeSat orbitando a Terra.
O entrelaçamento quântico é onde duas partículas se tornam inextricavelmente ligadas a uma distância, de modo que uma serve como indicador da outra em um determinado aspecto. Esse link inquebrável pode um dia formar a base de uma Internet quântica super-rápida e super-segura.
Embora uma internet quântica ainda esteja um pouco distante, se quisermos fazê-la funcionar, ela exigirá algo diferente de fibras ópticas.
Então, os cientistas estão experimentando o entrelaçamento quântico de todos os tipos de maneiras novas e aprimoradas – inclusive no espaço.
Nesse caso, um pequeno satélite CubeSat, chamado apropriadamente SpooQy-1, foi usado para produzir pares de fotos emaranhadas usando um diodo laser azul e cristais não lineares.
“No futuro, nosso sistema poderá fazer parte de uma rede quântica global que transmite sinais quânticos para receptores na Terra ou em outras naves espaciais”, diz o físico quântico Aitor Villar, da Universidade Nacional de Cingapura.
“Esses sinais podem ser usados para implementar qualquer tipo de aplicativo de comunicação quântica, desde a distribuição de chaves quânticas para transmissão de dados extremamente segura até o teletransporte quântico, onde as informações são transferidas pela replicação do estado de um sistema quântico à distância”.
A conquista é impressionante em vários níveis: não só aconteceu no espaço real, como foi realizada em um equipamento com menos de 20 cm por 10 cm (7,87 polegadas por 3,94 polegadas) e pesando menos de 2,6 kg (5,73 libras) )
Enquanto o satélite chinês Micius tem a honra de ser o primeiro a gerenciar a comunicação quântica do espaço, o SpooQy-1 é menor. Essa compactação será crucial se usarmos os satélites como base para futuras comunicações quânticas.
O CubeSat foi lançado no ano passado a partir da Estação Espacial Internacional, mas foi especialmente projetado de forma a proteger a fonte de fótons emaranhados das pressões e temperaturas de um lançamento da Terra e de uma órbita em torno dele.
Os pares de fótons a bordo foram emaranhados a temperaturas entre 16 e 21,5 graus Celsius (60,8 e 70,07 graus Fahrenheit).
Não apenas isso, mas o sistema foi projetado para operar com o mínimo de energia possível. O tamanho, a robustez e o baixo consumo de energia do SpooQy-1 são notáveis para os pesquisadores que estudam se uma Internet quântica baseada em satélite pode ser possível.
Nenhuma comunicação quântica foi tentada com o satélite ainda, mas isso estabelece as bases para isso. Os cientistas estão procurando maneiras alternativas de transmitir informações codificadas quânticas, porque elas não funcionam com fibras ópticas padrão a distâncias maiores.
Nos próximos anos, a equipe espera trabalhar em um receptor quântico que possa se comunicar com um satélite CubeSat assim e melhorar a capacidade geral dos dispositivos CubeSat de suportar redes quânticas.
“O progresso em direção a uma rede quântica global baseada no espaço está acontecendo em ritmo acelerado”, diz Villar. “Esperamos que nosso trabalho inspire a próxima onda de missões de tecnologia quântica no espaço e que novas aplicações e tecnologias possam se beneficiar de nossas descobertas experimentais”.
Publicado em 28/06/2020 14h35
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