O mundo quântico é mais estranho do que você imagina 

Rodrigo Leal

Se você começou a ler o artigo pensando que era o mundo quântico da Marvel, meu título clickbait foi bem efetivo! Mas vamos explorar um mundo quântico um pouco menos estranho, e eu deixo esse julgamento para vocês. 

Esse mundo quântico, que foi alvo das críticas de Albert Einstein, abriga fenômenos fascinantes, os quais vou tentar explicar usando uma analogia: todo mundo já ouviu aquelas histórias de gêmeos idênticos que tem uma conexão inusitada, na qual os dois sentem a mesma coisa mesmo separados por milhares de quilômetros. Pois bem, existe um fenômeno do emaranhamento que é bem parecido com isso: duas partículas emaranhadas, mesmo separadas, têm uma correlação forte e “sentem as mesmas coisas”.  

Por que esse efeito é considerado estranho para a Física? Porque contradiz a nossa compreensão clássica de que a natureza segue o princípio de causalidade local apresentado por Albert Einstein: não é possível enviar informações mais rápido do que a luz, estabelecendo uma ordem entre causa e efeito. Contudo, o emaranhamento parece violar essa ideia, levando a crer que a informação pode ser transmitida mais rápido do que a velocidade da luz.  

Pesquisadores da Suíça (ETH Zurich) publicaram um artigo na revista Nature, edição de maio passado, apresentando resultados do experimento que utiliza circuitos supercondutores (que são considerados como uma das principais tecnologias para a construção dos computadores quânticos) que revelou esse surpreendente comportamento. 

Na verdade, esse resultado não é tão novo assim. A primeira observação experimental foi feita na década de 1970, e foi o tema do laureado Nobel de 2022. Desde então, vários outros experimentos foram realizados para confirmar essa violação e explorar ainda mais as implicações da mecânica quântica. Foram usados os testes de Bell, experimentos projetados para ver este fenômeno do emaranhamento quântico. Violar as desigualdades de Bell significa que o comportamento é diferente do que Einstein gostaria que fosse. 

Em 2015, grupos de pesquisa alcançaram um marco importante ao realizar os primeiros testes de Bell sem falhas, encerrando uma disputa científica. No entanto, um grupo de cientistas alemães decidiu ir além e levou os testes de Bell a um novo nível: Eles utilizaram circuitos supercondutores como objetos quânticos macroscópicos, em contraste com as partículas quânticas microscópicas, como fótons ou íons. Esses circuitos, compostos por materiais supercondutores e operados em frequências de micro-ondas, são consideravelmente maiores. 

Para assegurar a precisão do experimento, os pesquisadores tomaram medidas para evitar qualquer troca de informações entre os circuitos antes que as medições fossem concluídas. Eles posicionaram os circuitos supercondutores a uma distância de aproximadamente 33 metros, permitindo tempo suficiente para as medições serem realizadas. A configuração experimental foi complexa e exigiu a criação de um vácuo próximo ao zero absoluto. Após analisar mais de um milhão de medições, os pesquisadores obtiveram resultados altamente significativos, confirmando a violação da desigualdade de Bell nessa configuração experimental. Essa descoberta indica que a mecânica quântica possibilita correlações não locais em circuitos elétricos macroscópicos, o que abre caminho para aplicações fascinantes na área da computação quântica distribuída e criptografia quântica. 

E aí? Qual mundo quântico é mais estranho para você? O da ficção que você gostaria que fosse verdade ou aquele que observamos que parece ficção? 

*Daniel Guimarães Tedesco é Doutor em Física pela UERJ e professor de Matemática e Física dos cursos de Exatas da Escola Superior de Educação no Centro Universitário Internacional Uninter