Uma experiência da ESA bate o recorde de teletransporte quântico

Laser da Estação Ótica de Terra
7 Setembro 2012

Uma equipa internacional de investigação utilizou a Estação Ótica de Terra (Optical Ground Station) da ESA, no Observatório de Teide, em Tenerife, para estabelecer um novo recorde de distância em teletransporte quântico, reproduzindo as características de uma partícula de luz a 143 quilómetros de distância.

Investigadores da Áustria, Canadá, Alemanha e Noruega, com financiamento da ESA, conseguiram transferir as propriedades físicas de uma partícula de luz, um fotão, a outra partícula mediante teletransporte quântico, estabelecendo assim um vínculo que cobre os 143 Km que separam o telescópio Jacobus Kapteyn, na ilha de La Palma, nas Canárias, e a Estação Ótica de Terra da ESA em Tenerife.

Os resultados estão publicados esta semana na revista científica Nature.

Antes disso, as duas partículas devem 'entrelaçar-se'. Uma vez feito isto, a medida de uma determinada propriedade física, como a polarização ou o spin, irá gerar o mesmo resultado nas duas partículas, independentemente da distância a que se encontram e sem que se transfira fisicamente qualquer outro sinal entre elas.

La Palma and Tenerife islands
Imagem de satélite das Canárias

Uma equipa internacional de investigação recorreu à Estação Ótica de Terra (Optical Ground Station) da ESA no Observatório de Teide, em Tenerife, para estabelecer um novo recorde de distância em teletransporte quântico, reproduzindo as características de uma partícula de luz a 143 quilómetros de distância.

O teletransporte quântico não é uma cópia, no sentido mais estrito do termo, uma vez que o ato de transferir informação de uma partícula a outra destrói a partícula original –as suas características transferem-se à partícula entrelaçada.

Albert Einstein referiu-se ao fenómeno do entrelaçamento quântico como uma "assustadora ação à distância", mas trata-se de um fenómeno físico documentado e fundamental para futuras gerações de computadores ultra-potentes, baseados no teletransporte de bits quânticos ou ‘qubits’. Também é essencial em sistemas invioláveis de comunicação encriptada.

"Este efeito encurta o caminho até às comunicações quânticas a longa distância", explicou Eric Wille, supervisor do projeto para a ESA.

"O primeiro teletransporte quântico aconteceu em condições de laboratório. O desafio aqui foi manter o entrelaçamento entre os dois fotões a uma distância de 143 Km, apesar das perturbações das condições atmosféricas".

A experiência teve de ser desenhada com o máximo cuidado, pois exigia uma relação sinal-ruido muito baixa.

Optical set-up for quantum entanglement
Criando fotões entrelaçados

Instalaram-se detetores de fotões muito sensíveis e sincronizaram-se os relógios nas estações de origem e de destino com uma precisão de 3.000 milionésimas de segundo.

Com isto os investigadores asseguravam-se de que se detetavam os fotões corretos -a precisão máxima que proporcionava o sinal GPS é de 10.000 milionésimas de segundo-.

As equipas tiveram que esperar quase um ano, depois da falha de uma primeira tentativa devido ao mau tempo.

Os dois telescópios estão localizados em terreno vulcânico, a 2.400 metros de altura, e devem fazer frente a condições meteorológicas duras para este tipo de medidas, como vento, chuva, neve e tempestades de pó.

A experiência aconteceu finalmente em maio passado e conseguiu-se estabelecer um novo recorde quanto à distância do teletransporte.

"O passo seguinte será conseguir o teletransporte com um satélite em órbita, para demonstrar que a comunicação quântica é possível a uma escala global", disse Rupert Ursin, da Academia Austríaca de Ciências.

A campanha de medição entre ilhas aconteceu no âmbito do Programa de Estudos Gerais da ESA para demonstrar que é possível o teletransporte quântico para futuras missões espaciais.

A experiência é também um excelente exemplo de como os cientistas de diferentes Estados Membros da ESA podem unir forças e levar a cabo experiências extraordinárias com a Estação Ótica de Terra da ESA.

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