Um novo alfabeto para escrever e ler mensagens quânticas com partículas muito rápidas
p Anna escreve uma mensagem para Bill usando o spin de um elétron que viaja a velocidades próximas à velocidade da luz. Se Anna e Bill usarem o procedimento usual para ler o spin (representado como o alfabeto latino padrão), Bill não conseguirá decodificar a mensagem, e a comunicação falha. Se eles usarem uma nova definição do spin do elétron (representado como o alfabeto modificado), a mensagem é lida corretamente, e eles são capazes de usar o elétron para se comunicar. Crédito:Flaminia Giacomini
p A informação quântica depende da possibilidade de escrever mensagens em uma partícula quântica e lê-las de maneira confiável. Se, Contudo, a partícula é relativística, o que significa que ele se move com velocidades próximas à velocidade da luz, é impossível para as técnicas padrão decodificar a mensagem de forma inequívoca, e a comunicação, portanto, falha. p Graças à introdução de um novo método, pesquisadores da Universidade de Viena e da Academia Austríaca de Ciências desenvolveram uma decodificação confiável de mensagens quânticas transmitidas em velocidades extremamente altas. Os resultados, publicado no jornal
Cartas de revisão física , abre novas possibilidades de aplicações tecnológicas em informação quântica e comunicação quântica.
p Imagine a seguinte situação:Anna e Bill querem trocar uma mensagem usando uma propriedade de uma partícula quântica, digamos o spin de um elétron, que é uma forma intrínseca de rotação da partícula. Bill precisa da mensagem de Anna o mais rápido possível, então Anna tem que enviar o elétron na velocidade máxima, muito perto da velocidade da luz. Dado que Anna tem o elétron localizado em seu laboratório, o princípio da incerteza de Heisenberg proíbe que a velocidade do elétron seja definida com precisão arbitrária. Quando o elétron viaja em velocidade extremamente alta, a interação entre a relatividade especial e a física quântica faz com que o spin e a velocidade do elétron fiquem emaranhados. Devido a esta correlação, que é mais forte do que é classicamente possível, Bill não consegue ler o spin com o método padrão. Anna e Bill podem melhorar sua estratégia de comunicação?
p Um grupo de pesquisadores liderado por Časlav Brukner da Universidade de Viena e do Instituto de Óptica Quântica e Informação Quântica (IQOQI-Viena) da Academia Austríaca de Ciências apresentou uma nova alternativa ao alfabeto padrão usado por Anna e Bill. Sua técnica garante que a mensagem, escrito por Anna e lido por Bill, pode ser decodificado sem ambigüidade, mesmo quando a partícula se comporta de acordo com a mecânica quântica, por causa do princípio da incerteza de Heisenberg, e relatividade especial, devido à sua velocidade muito alta.
p O novo método apresentado na revista
Cartas de revisão física oferece uma nova definição do spin das partículas quânticas que se movem muito rapidamente. Assim, modifica a maneira como Anna escreve a mensagem e a maneira como Bill a lê. A chave para esta técnica é uma "tradução" da forma como a mensagem seria escrita e lida entre o alfabeto padrão, usado quando o elétron está em repouso, e o novo alfabeto, usado quando o elétron viaja muito rápido.
p "Esses resultados são indicativos de que este procedimento de tradução pode abrir para novas aplicações na informação quântica relativística, "diz Flaminia Giacomini, o autor principal do artigo. Por exemplo, essa técnica pode ser útil na comunicação quântica baseada em satélite, na qual uma partícula que carrega uma mensagem precisa viajar rapidamente entre dois pontos distantes.