A física quântica é difícil e explicá-la ainda mais. O professor associado Holger F. Hofmann da Hiroshima University e Kartik Patekar do Indian Institute of Technology Bombay tentaram resolver um dos maiores quebra-cabeças da física quântica:como medir o sistema quântico sem alterá-lo?

Seu novo artigo publicado este mês descobriu que, lendo as informações observadas de um sistema quântico longe do próprio sistema, os pesquisadores podem determinar seu estado, dependendo do método de análise. Embora a análise seja completamente removida do sistema quântico, é possível restaurar a superposição inicial de resultados possíveis por uma leitura cuidadosa dos dados quânticos.

"Normalmente, procuraríamos algo olhando. Mas, neste caso, olhar muda o objeto, este é o problema da mecânica quântica. Podemos usar matemática complicada para descrevê-lo, mas como podemos ter certeza de que a matemática descreve o que realmente existe? Quando medimos algo, há uma compensação e as outras possibilidades do que poderia ser são perdidas. Você não pode descobrir nada sem uma interação, você paga um preço adiantado ”, explica Hofmann.

Durante a estada de um mês de Patekar na Universidade de Hiroshima quando ele era um estudante de graduação, os dois físicos tentaram imaginar maneiras de medir o sistema sem "pagar o preço", ou seja, mantendo a superposição do sistema ou significando que o sistema pode existir em todos os estados. Para entender seus resultados, Hofmann descreve suas descobertas usando a conhecida história da física do gato de Schrödinger:

O gato de Schrödinger está em uma caixa e os cientistas não sabem se ele está vivo ou morto. Uma câmera é configurada olhando para a caixa que tira uma foto de uma posição fora da caixa. A foto tirada do gato sai borrada; podemos ver que há um gato, mas não se está vivo ou morto. O flash da câmera também removeu uma "etiqueta quântica" marcando a superposição do gato. Esta foto agora está emaranhada com o destino do gato - ou seja, podemos decidir o que aconteceu com o gato processando essa foto de uma determinada maneira.

A foto pode então ser retirada da caixa e processada em um computador ou em uma câmara escura. Dependendo do método usado para processar a foto, podemos descobrir se o gato está vivo ou morto, ou o que o flash fez ao gato, restaurando a etiqueta quântica. A escolha do leitor determina o que sabemos sobre o gato. Podemos descobrir se está vivo / morto ou restaurar a etiqueta quântica que foi removida quando a foto foi tirada, mas não ambos.

Este é apenas um passo à frente em nossa compreensão da mecânica quântica. Hoje, sua aplicação completa permanece confinada a sistemas de nível especializado, como computadores quânticos, embora alguns de seus aspectos também possam ser usados ​​em medições precisas, e para comunicação segura usando criptografia quântica.

"Esta é uma parte fundamental da minha pesquisa. Eu realmente queria entender por que essa estranheza quântica existe. Eu me concentrei nas medições porque é daí que vem a estranheza!" diz Hofmann.