Uma descoberta emocionante recentemente abalou o mundo da física: cientistas dos Estados Unidos conseguiram pela primeira vez realizar o teletransporte de um estado quântico de luz através da internet! O feito brilhante foi realizado com precisão ao longo de mais de 30 quilômetros de cabos de fibra óptica, enquanto o tráfego comum da internet circulava normalmente.

O teletransporte quântico é um fenômeno fascinante que envolve a transferência das propriedades de uma partícula quântica, como um fóton (a unidade básica da luz), de um ponto a outro sem que haja movimento físico do objeto. Em termos simples, imagine enviar uma mensagem que cria uma cópia exata do objeto em um local diferente enquanto o original é, de fato, destruído. Esse conceito parece saída de um filme de ficção científica como Star Trek, mas está enraizado em complexos princípios da mecânica quântica.

Para alcançar essa façanha, os pesquisadores dedicaram tempo a entender como a luz interage com os dados comuns que trafegam pelos cabos de fibra óptica. Eles desenvolveram novas técnicas para evitar a interferência de sinais regulares da internet, assegurando que o frágil estado quântico do fóton fosse mantido intacto durante todo o processo.

Uma das técnicas envolveu a colocação dos fótons em posições específicas dentro da fibra para reduzir a dispersão e a mistura com outras ondas de luz. Em palavras de Prem Kumar, professor da Universidade Northwestern e líder do estudo, “isso é incrivelmente emocionante porque ninguém pensou que fosse possível. Nosso trabalho está pavimentando o caminho para o desenvolvimento de redes quânticas e clássicas que compartilham uma única infraestrutura de fibra óptica.” Isso, basicamente, abre portas para uma nova era nas comunicações quânticas.

Os pesquisadores notaram que experiências anteriores mostravam interrupções do emaranhamento quântico em comprimentos de onda próximos aos utilizados pelo tráfego convencional da internet. No entanto, ao utilizar um comprimento de onda totalmente distante dos sinais comuns, o emaranhamento permaneceu intacto. Essa realização indica que o teletransporte é basicamente limitado apenas pela velocidade da luz.

“Nas comunicações ópticas, todos os sinais são convertidos em luz,” explicou Kumar. “Enquanto as comunicações clássicas geralmente utilizam milhões de partículas de luz, a informação quântica é baseada em fótons únicos.”

Jordan Thomas, um talentoso estudante de doutorado no laboratório de Kumar e autor principal do artigo, explicou ainda mais o processo: “Ao realizar uma medição destrutiva entre dois fótons—um portando um estado quântico e um emaranhado a outro fóton—o estado quântico é transferido para o fóton que pode estar a uma distância considerável. Desta forma, o fóton em si não precisa ser enviado por longas distâncias; sua informação ainda é codificada de maneira eficiente.”

Por fim, essa conquista não apenas leva a pesquisa sobre teletransporte quântico a um novo nível, mas também abre inúmeras possibilidades para o futuro das comunicações e da computação quântica, onde esperam-se desenvolvimentos que podem mudar radicalmente a maneira como trocamos informações no mundo digital.