Recentemente, cientistas do Departamento de Física da Universidade ETH Zurich, na Suíça, conduziram um experimento inovador envolvendo qubits, que levanta questionamentos sobre a visão determinística de Albert Einstein em relação à mecânica quântica. Einstein defendia a existência de “variáveis ocultas” no modelo mecânico de ondas.
Denominada de “desigualdade de Bell”, essa experiência não é inédita, mas é a primeira a separar os qubits por uma distância significativa, na qual a luz não pode viajar entre as partículas. O objetivo principal foi comprovar que a mecânica quântica viola o princípio do realismo local, ao permitir que dois objetos se comportem como um sistema único, independentemente da distância entre eles.
Para testar suas hipóteses, os pesquisadores resfriaram um fio de alumínio de 30 metros a temperaturas próximas de alguns graus miliKelvin (0,001 Kelvin, equivalente a -273º Celsius). Segundo o estudo, devido à facilidade de controle dos qubits, o experimento conseguiu alcançar um novo nível de precisão nessas medições.
Albert Einstein estava errado?
Albert Einstein nunca aceitou plenamente a mecânica quântica, pois considerava que nossa compreensão dessa teoria era incompleta. Ele era particularmente perturbado pelo fenômeno do emaranhamento quântico, que afirma que uma partícula pode ser influenciada por outra, mesmo à distância.
No intuito de eliminar quaisquer incertezas em um teste de Bell, as medições realizadas no estudo em questão foram realizadas em um tempo menor do que a luz levaria para percorrer todo o tubo, demonstrando que nenhuma informação foi trocada entre as extremidades.
Utilizando fótons de micro-ondas para criar o emaranhamento, os pesquisadores conseguiram que a luz levasse 110 nanossegundos para percorrer todo o tubo, enquanto as medições foram realizadas alguns nanossegundos antes desse tempo.
Quais as aplicações práticas dessa pesquisa?
O teste de Bell propõe uma desigualdade matemática que, quando violada, demonstra a validade da teoria da mecânica quântica.
O experimento realizado em Zurique não apenas conseguiu executar com sucesso o teste de Bell, mas também o fez em distâncias maiores do que os experimentos anteriores. Além disso, utilizou circuitos supercondutores, que têm potencial para serem fundamentais no desenvolvimento de computadores quânticos.
Segundo Simon Storz, físico e primeiro autor do artigo, da ETH Zurich: “Com nossa abordagem, podemos provar de forma muito mais eficiente do que em outras configurações experimentais que a desigualdade de Bell é violada”. Isso torna o experimento interessante para aplicações práticas, como no campo das comunicações criptografadas seguras.
Foto: Storz et al.
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