Num estudo recente publicado na revista Nature Physics, uma equipe de físicos liderada pelo Dr. Norbert Schuch, da Universidade de Viena, demonstrou experimentalmente a não-localidade aprimorada, também conhecida como "ação assustadora à distância", entre dois íons atômicos. Esta observação oferece novos insights sobre a natureza fundamental da mecânica quântica e tem implicações para o processamento e comunicação de informação quântica.

O emaranhamento quântico é um fenômeno onde duas ou mais partículas se correlacionam de tal forma que seus estados estão ligados, independentemente da distância entre eles. Este comportamento não clássico, previsto pela mecânica quântica, desafia a nossa intuição clássica e tem sido objecto de intensa investigação e debate.

Em seu experimento, os físicos usaram um par de íons de itérbio presos em uma rede óptica. Controlando cuidadosamente as interações entre os íons e aplicando pulsos de laser personalizados, eles foram capazes de criar um estado emaranhado específico conhecido como "estado de Bell maximamente emaranhado". Neste estado, os spins dos dois íons estão correlacionados ao máximo, o que significa que ambos estão para cima ou para baixo, com igual probabilidade.

Os pesquisadores então mediram as correlações entre os spins dos íons usando uma técnica chamada tomografia de estado quântico. Isso lhes permitiu reconstruir o estado quântico do sistema e quantificar o grau de emaranhamento. Os resultados mostraram que o emaranhado entre os íons foi realmente aumentado em comparação com outros estados emaranhados.

A não localidade aprimorada observada no experimento surge devido às propriedades específicas do estado de Bell maximamente emaranhado. Neste estado, os spins dos íons estão perfeitamente correlacionados, e qualquer medição local realizada em um íon afeta instantaneamente o outro, independentemente da distância entre eles. Este comportamento não pode ser explicado pela física clássica e destaca as características únicas da mecânica quântica.

A demonstração de não localidade aprimorada em pares de íons tem várias implicações. Ele fornece uma compreensão mais profunda dos princípios fundamentais da mecânica quântica e da natureza do emaranhamento. Além disso, poderia ter aplicações práticas no processamento e comunicação de informações quânticas. Por exemplo, o emaranhado aprimorado entre os íons poderia ser explorado para protocolos seguros de comunicação quântica ou teletransporte quântico, onde a informação quântica é transferida entre locais distantes.

O estudo representa um marco importante no campo da física quântica ao verificar experimentalmente a não localidade aprimorada prevista pela mecânica quântica. Abre novos caminhos para explorar os limites das correlações quânticas e suas aplicações potenciais em tecnologias quânticas.