Podemos transmitir informações quânticas?
Imagens Weiquan Lin/Getty
Compartilhar informações quânticas da mesma maneira que transmitimos programas de TV ou rádio pode ser impraticável – mesmo para esquemas matemáticos que evitam as limitações colocadas pela física quântica.
Há muito sabemos que as máquinas de cópia quântica nunca poderiam existir porque as leis da física quântica proíbem qualquer peça de informação quântica de ser duplicadouma regra chamada teorema sem clonagem. Mas os físicos começaram a explorar se poderiam evitar violar essa lei e ainda distribuir – ou transmitir – cópias de informações quânticas para muitos receptores.
Para fazer isso, os pesquisadores teriam que permitir que as cópias quânticas diferissem ligeiramente e adicionassem novas etapas de processamento de informações para os receptores. Agora, Zhenhuan Liu Na Universidade de Tsinghua, na China, e seus colegas mostraram que esses esquemas podem ser proibitivamente impraticáveis.
“Não há ‘Ctrl+C’ no mundo quântico”, diz Liu. “Se você deseja enviar informações quânticas para vários receptores, não há atalho eficiente – basta preparar cópias suficientes e enviar cada uma delas.”
Os pesquisadores se concentraram em um protocolo previamente proposto para “transmissão quântica digital”, onde as informações são manipuladas para que diferentes estados estejam correlacionados entre si, mas não são réplicas físicas diretas entre si. Nesse caso, a mensagem Entregue a cada receptor não seria uma cópia exata, mas as cópias compartilhariam propriedades suficientes para serem úteis. É comparável a uma situação em que uma rede de TV transmite simultaneamente um drama serializado ligeiramente diferente para cada família, mas mantém a história, em média, a mesma. Embora este protocolo certamente funcione, diz o membro da equipe Xiangjing Liu Na Universidade Nacional de Cingapura, os pesquisadores queriam saber se é eficiente.
Eles quantificaram quanto os receptores de esforço teriam que passar pelas informações que os alcançam úteis, apesar de não serem idênticos. Essa análise matemática os levou a concluir que a transmissão quântica prática pode simplesmente não existir.
Contra -intuitivamente, mesmo esta versão ajustada da abordagem de transmissão quântica – semelhante ao envio de um texto em grupo, onde todos recebem uma mensagem de uma só vez – exigiriam mais recursos do que uma técnica mais como escrever uma carta particular person para cada receptor do zero, diz o membro da equipe Yunlong Xiao na Agência de Ciência, Tecnologia e Pesquisa em Cingapura.
“Se seu único objetivo é simplesmente distribuir estados quânticos para diferentes lugares, acho que analisar a transmissão quântica digital é certamente uma abordagem errada”, diz Seok Hyung mentira no Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan, na Coréia do Sul. Ele diz que o protocolo sempre foi concebido como uma investigação sobre as restrições fundamentais sobre os processos na teoria da informação quântica, em vez de uma receita prática para comunicação quântica.
Paolo Perinotti Na Universidade de Pavia, na Itália, diz que o trabalho da equipe é louvável como um esforço matemático, mas também que ele acha que é improvável que tenha um impacto imediato no Tecnologias Quânticas.
No futuro, os pesquisadores também estão interessados nas lições teóricas de sua análise atual. Isso poderia nos ajudar a entender exatamente quais correlações – seja entre estados quânticos distribuídos no espaço ou enviados um após o outro a tempo – são permitidos e podem ser manipulados. Xianjing Liu diz que o trabalho pode se tornar parte de uma nova estrutura para entender os processos quânticos, que separa o tempo e o espaço menos do que abordagens tradicionais.
Tópicos:
