Experiência quântica com qubits mostra que Albert Einstein errou

Um experimento recente, realizado por pesquisadores do Departamento de Física da universidade ETH Zurich, na Suíça, usou um par de qubits (bits quânticos) para testar empiricamente a validade da visão determinística de Einstein contra a mecânica quântica. Ele defendia a existência de "variáveis ocultas" no modelo mecânico de ondas.

Chamada de "desigualdade de Bell", a experiência não é inédita, mas é a primeira a separar os qubits por uma distância suficiente para que a luz não conseguisse viajar entre as partículas. O objetivo foi provar que a mecânica quântica viola o chamado realismo local (as tais variáveis ocultas), ao permitir que dois objetos se comportem como um sistema único, independentemente da distância entre eles.

Para comprovar suas hipóteses, os pesquisadores resfriaram um fio de alumínio de 30 metros a alguns graus miliKelvin (0,001 Kelvin, sendo que este equivale a 1º Celsius). Segundo o estudo, como os qubits são fáceis de controlar, o experimento conseguiu fornecer um novo tipo de precisão para essa medição.

Albert Einstein estava errado?

Einstein criticava a interpretação padrão da mecânica quântica e sua visão determinística.Fonte: Getty Images

Albert Einstein nunca aceitou de forma tranquila a mecânica quântica, pois entendia que a nossa compreensão sobre ela era incompleta. Perturbava-o particularmente a questão do emaranhamento quântico, que diz que uma partícula pode ser afetada por outra, mesmo à distância. 

Para eliminar todas as possíveis incertezas de um teste de Bell, as medições da pesquisa atual foram feitas em menos tempo do que a luz leva para viajar de uma ponta para a outra do tubo, o que mostra que nenhuma informação foi trocada entre as extremidades.

Usando fótons de micro-ondas para criar o emaranhamento, os pesquisadores conseguiram que a luz levasse 110 nanossegundos para percorrer todo o tubo, mas as medições foram realizadas em alguns nanossegundos a menos.

Quais as aplicações práticas dessa pesquisa?

Esquema do experimento do teste de Bell.Fonte:  Storz et al. 

O que o teste de Bell propõe é uma desigualdade matemática que, quando quebrada, demonstra a validade da teoria da mecânica quântica.

O experimento de Zurique não apenas executou com sucesso o teste de Bell, mas o fez em distâncias maiores do que as anteriores. Além disso, utilizou circuitos supercondutores, que prometem ser fundamentais no desenvolvimento de computadores quânticos.

Para o primeiro autor do artigo, o físico Simon Storz da ETH Zurich, "com nossa abordagem, podemos provar com muito mais eficiência do que é possível em outras configurações experimentais, que a desigualdade de Bell é violada”. Isso torna o experimento interessante para algumas aplicações práticas, como no campo de comunicações criptografadas seguras.