Os pesquisadores realizaram com sucesso o teletransporte quântico – a transferência instantânea de um estado quântico – através de mais de 30 quilômetros de cabos de fibra óptica ativos que transportam tráfego regular de Internet. Este avanço, publicado na Optica em dezembro de 2024, demonstra um caminho para a integração da comunicação quântica na infraestrutura existente.
Por que isso é importante
O teletransporte quântico não consiste em transmitir pessoas ou dados da maneira como a ficção científica o retrata. Em vez disso, trata-se de transferir o estado de uma partícula quântica. Isto é crucial por vários motivos:
- Comunicação segura: As redes quânticas oferecem criptografia teoricamente inquebrável.
- Computação Distribuída: A conexão de computadores quânticos permite um processamento exponencialmente mais rápido.
- Sensor Avançado: Medições quânticas precisas podem revolucionar campos como medicina e ciência de materiais.
A chave é que isso foi feito usando linhas de Internet do mundo real, e não em configurações de laboratório isoladas. As tentativas anteriores limitaram-se a ambientes controlados ou simulações.
O desafio do teletransporte no mundo real
O principal obstáculo é a decoerência – a tendência dos estados quânticos de colapsarem em informação clássica devido à interferência ambiental. Pense em um estado quântico delicado como uma informação frágil, facilmente destruída, mesmo por pequenas perturbações. Enviar isso por meio de um cabo de fibra óptica repleto de bilhões de outros sinais (transações bancárias, vídeos, e-mails) é como tentar sussurrar durante um furacão.
Prem Kumar, da Northwestern University, e sua equipe superaram isso:
- Seleção estratégica de comprimento de onda: Escolha de frequências específicas de luz para minimizar a dispersão e a interferência.
- Restrição de canal: Controlar cuidadosamente o caminho do fóton para reduzir interações indesejadas.
Como explica Kumar, “estudamos cuidadosamente como a luz é espalhada e colocamos nossos fótons em um ponto criterioso onde esse mecanismo de dispersão é minimizado”.
Como funciona (simplificado)
O teletransporte quântico não envolve mover a partícula real. Em vez disso, ele aproveita o emaranhamento quântico – uma conexão assustadora entre duas partículas, independentemente da distância.
- O estado da partícula original é medido, destruindo o original.
- Essa medição é enviada (classicamente) para o receptor.
- A partícula parceira emaranhada é então forçada ao mesmo estado.
Esta não é uma viagem mais rápida que a luz; a informação ainda viaja à velocidade da luz. No entanto, permite uma transferência de estado segura e instantânea.
O futuro das redes quânticas
Este experimento é um passo importante em direção a uma Internet quântica. A implicação é que não precisamos de rever a infraestrutura existente para construir redes quânticas. As comunicações quânticas e clássicas podem coexistir nas mesmas linhas de fibra se os comprimentos de onda forem gerenciados corretamente.
“Muitas pessoas há muito presumiram que ninguém construiria infraestrutura especializada para enviar partículas de luz. Se escolhermos os comprimentos de onda adequadamente, não teremos que construir novas infraestruturas. As comunicações clássicas e as comunicações quânticas podem coexistir.” –Prem Kumar
Isto torna uma Internet quântica prática muito mais acessível, acelerando o desenvolvimento de tecnologias que dependem da conectividade quântica. A pesquisa sugere que a Internet quântica não é mais um sonho distante, mas uma realidade que se aproxima rapidamente.
