O teletransporte é cientificamente possível? Em breve poderemos viajar mundos quase instantaneamente? Hoje vamos tentar contar o que há de novo nesta área.
O teletransporte é um sonho humano desde o início do mundo. Uma pessoa quer se mover instantaneamente no espaço, viajar, sem perder tempo em viagens cansativas por longas distâncias. Esse tema está presente há muito tempo em muitas obras da cultura pop, mas ainda é objeto de pesquisa. Embora, em 2004, tenha sido até registrado patente no "sistema de teletransporte de corpo inteiro", já existem os primeiros sucessos na pesquisa de teletransporte, mas eles provam que não será nada do que esperamos dessa tecnologia.
Por que o tema do teletransporte mexe tanto com a imaginação da humanidade? Se fizéssemos uma lista das tecnologias mais desejadas do mundo, o teletransporte estaria em primeiro plano. Basta pensar em quantos problemas resolveríamos se pudéssemos nos mover entre lugares diferentes instantaneamente. Infelizmente, há muitas indicações de que o teletransporte na forma que gostaríamos de ver, pelo menos por enquanto, está além do nosso alcance. No entanto, isso não significa que o teletransporte não seja possível. Ela apenas parece diferente do que imaginamos.
Não se pode falar de teletransporte sem uma breve introdução aos fundamentos da física quântica. E isso, por sua vez, pode desencorajar muitas pessoas a continuar lendo o artigo. Mas acredite, não vamos nos aprofundar muito nessas favelas, mas tentar explicar superficialmente, com palavras simples e com exemplos claros, o princípio do teletransporte. Vamos tentar explicar como isso pode funcionar agora. Mas por que eu digo exatamente "como funciona agora"? Isso já está acontecendo? Sim, Senhoras e Senhores Deputados, os primeiros passos sérios já foram dados. No entanto, os cientistas conseguiram teletransportar não uma pessoa, equipamentos ou materiais, mas informações. Conseguimos intrigá-lo? Leia sobre o mesmo.
Avanços na pesquisa de teletransporte
Todos sabem o que é teletransporte, mas nem todos sabem que vários passos já foram dados em seu desenvolvimento. E já faz muito tempo desde que Einstein tratou dessa questão. Os cientistas já descobriram que tudo começa no nível da microescala, ou seja, no nível das partículas quânticas. Quando essas partículas quânticas começaram a ser estudadas, notou-se seu comportamento estranho. O próprio processo de interação deles era completamente diferente de tudo o que pode ser visto a olho nu em escala macro. Aconteceu que quântico partículas podem estar em dois lugares ao mesmo tempo. Os cientistas chamam isso de princípio da superposição. No entanto, a superposição ocorre apenas quando as partículas não interagem entre si, ou seja, nada acontece com elas. Quando estão em repouso, estamos falando do chamado colapso da onda de probabilidade. Percebo que muitos de vocês acham difícil entender tudo isso. A maneira mais fácil de ilustrar esse estado é com a ajuda de bits de computador. Como você sabe, eles funcionam no sistema binário, ou seja, podem ser zero ou um. E os qubits (bits quânticos) podem ser "zero" e "um" ao mesmo tempo - até que a onda de probabilidade entre em colapso.
Einstein conseguiu descobrir o que chamou de "interação fantasma à distância". No decorrer de sua pesquisa, descobriu-se que partículas comuns podem ser entrelaçadas no nível quântico. Sem entrar em detalhes, direi que essas duas partículas podem se acasalar, embora tenham propriedades diferentes (por exemplo, momento). E agora o mais interessante é que após o emparelhamento, as propriedades de uma delas mudam, alterando simultaneamente as propriedades da outra partícula. Independente da distância que estejam! E é exatamente nisso que o teletransporte funciona hoje. Se você tentar descrevê-lo em palavras simples, é claro, porque quanto mais longe na floresta...
Em laboratórios, os cientistas conseguiram transferir o estado de uma partícula do ponto A para o ponto B, mas com isso, nenhuma informação específica sobre essa partícula é transmitida. Por quê? O principal problema é que, com base no estado atual da pesquisa, ambos os lados não conseguem estabelecer essa informação inicial, ou seja, os cientistas não conseguem determinar o que veio primeiro e o que veio depois. Quase como a galinha e o ovo. Nesta fase, vale destacar esses conceitos. Descobriu-se que a informação é algo muito mais complicado do que o comportamento da própria partícula.
E esta é a principal limitação no desenvolvimento da tecnologia de teletransporte, que ao mesmo tempo lança luz sobre o que pode ser alcançado no futuro e o que provavelmente não pode ser alcançado. Vamos resumir. Atualmente, somos capazes de "emparelhar" partículas umas com as outras no nível quântico. Podemos transferir o estado das partículas do ponto A para o ponto B, mas não transferimos a informação necessária. Não temos capacidade tecnológica para desenvolver um canal especial que transmita essas informações na velocidade da luz. Na Terra, transmitimos informações por meio de canais de rádio ou fibra ótica, mas este é um nível completamente diferente.
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Truque de moeda
Então, por que não teletransportamos informações em grande escala quando parece que dominamos a tecnologia? Bem, nem tudo é tão simples quanto parece. Nós não controlamos totalmente o estado quântico (e, portanto, o resultado do teletransporte) com o qual acabamos. Para explicar isso, os cientistas usam o exemplo de uma moeda.
Temos duas moedas emaranhadas na dimensão quântica. Cada um pode ter um de dois estados - anverso ou reverso, um vai para o remetente e o outro para o destinatário. Após o emaranhamento, se o primeiro apontar para o anverso, o segundo também deve apontar para o anverso. Felizmente ou infelizmente, é mais ou menos assim que funciona na física quântica. Sabendo disso, o remetente começa a girar a primeira moeda e ao mesmo tempo a moeda gira para aquele a quem foi enviada. Enquanto a moeda está girando, ninguém sabe o resultado. Nem o remetente nem o destinatário. Até que a moeda do remetente pare, ele não sabe quais informações estão realmente enviando ao destinatário. Resumindo, enviamos "algo", mas não sabemos bem o quê. Até que seja enviada, a informação permanece na sobreposição.
Essa limitação impossibilita o envio de informações específicas neste estágio de desenvolvimento, pois o remetente não pode determinar se receberemos o que ele pretendia enviar. Portanto, não existe um canal de transmissão que verifique as informações de ambos os lados. Os computadores quânticos podem nos ajudar aqui, mas eles estão aparecendo agora, e até agora eles são bastante primitivos. Falaremos sobre eles hoje.
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O teletransporte humano é possível?
Aqui chegamos à questão mais importante para muitos. Então, podemos pensar em teletransportar pessoas ou outros organismos com base na realidade de hoje? Bem, provavelmente não há uma única pessoa na Terra que seja capaz de responder a essa pergunta de forma inequívoca. No entanto, olhando para a direção do desenvolvimento, pessoalmente acho que deve ser esquecido por enquanto. Por quê?
Observe que quando falamos em teletransporte, sempre falamos em transferir o estado das partículas. Portanto, esta partícula deve estar em algum estado "definido". Enquanto isso, o cérebro humano muda a cada microssegundo. Bilhões de sinapses, elétrons, impulsos - esse processo é quase impossível de parar. Pode parecer que o cérebro é um lugar onde as informações recebidas do ambiente são armazenadas. Então poderia ser possível teletransportar uma pessoa com essa informação, mas certamente não seria a mesma pessoa com o mesmo cérebro de quando o "movimento" foi feito. Afinal, o próprio estado é uma espécie de registro e, no caso do nosso centro nervoso, não há sequer um "estado" inicial. A menos que estejamos falando de um vidente.
Claro, são apenas suposições e suposições, porque no momento ninguém pode prever claramente o que o futuro trará. No entanto, a atual direção de pesquisa e desenvolvimento de tecnologias de teletransporte nos faz entender que seguiremos em uma direção diferente.
O futuro do teletransporte está ligado aos computadores quânticos?
Então, existe um futuro no teletransporte, e qual é? Outro avanço nesse tema ocorreu em 2019. Como já mencionamos, o teletransporte do estado quântico é teoricamente possível a qualquer distância. Apenas teoricamente, uma vez que ainda não foi totalmente investigado, mas o próprio fato de mover uma partícula a uma distância de mais de 500 quilômetros pode provar isso. Também sabemos que, de longe, a unidade de informação mais complexa é o menor qubit (ou seja, o conhecido "bit" em superposição).
Apesar disso, devido ao colapso da onda de probabilidade durante a observação, até agora conseguimos nos teletransportar para o estado 0 ou 1, e nada mais. Algum tempo atrás, duas equipes independentes de cientistas conseguiram enviar uma superposição de três estados ao mesmo tempo, que chamaram de cortador. No entanto, não foi completamente bem sucedido, mas a tentativa em si mostra bem que os cientistas não se esqueceram do teletransporte. O que isso significa para nós? Em poucas palavras, isso significa que estamos muito devagar, mas ainda aumentando o poder, o que no futuro pode levar à primeira transmissão completa de informações.
No final de 2019, a situação ficou ainda mais interessante. Uma equipe de cientistas de Zurique conseguiu se teletransportar quantum de dados. 10000 bits quânticos (qubits) foram transferidos entre sistemas de computador com operação independente em um segundo. Eles construíram um chip de computador com eletrônicos de três mícrons de tamanho. Dois eram os transmissores, enquanto o terceiro era o receptor. Elétrons emaranhados em temperaturas próximas ao zero absoluto significavam que os dados enviados ao transmissor também apareciam no receptor, ou seja, de acordo com os princípios da física quântica. E por que estamos falando de teletransporte e não apenas de transferência de dados? Bem, porque não havia fio ou outro caminho designado entre os sistemas.
Acredito que todas as questões discutidas acima criam uma versão bastante pessimista dos eventos, o que, por sua vez, refletirá seu entusiasmo pelo assunto. Mas não é hora de entrar em pânico e perder o interesse pelo tema do teletransporte. A ciência não fica parada. Com o desenvolvimento das pesquisas sobre o teletransporte do estado das partículas quânticas, finalmente começaram a aparecer equipamentos na forma de computadores quânticos. "O que isso tem a ver com o nosso assunto?" - você pergunta. Bem, com a ajuda deles, queremos alcançar a criação de um canal quântico separado. Graças a isso, será possível teletransportar informações, em vez de enviá-las, como agora, com a ajuda de fibras ópticas, entre outras coisas (claro, estamos falando de "distribuição tradicional", não de partículas quânticas) . Sim - esta é uma forma da suposta influência do "remetente da moeda" no resultado de sua circulação na moeda do destinatário.
É interessante descrever o trabalho de tais computadores, se você entender que um computador quântico não pode ser comparado a um PC de mesa comum. Isso é o mesmo que dizer que uma lâmpada incandescente é apenas uma "vela mais forte". São tecnologias completamente diferentes que nem sequer são semelhantes entre si. E assim como os computadores modernos trabalham com dois estados no sistema binário (0 e 1), os computadores quânticos podem trabalhar com estados que estão em superposição. Assim, por exemplo, eles podem ser 60% zero e 40% um ao mesmo tempo. Isso parece complicado, então vamos para outro exemplo.
Jogamos "anverso ou reverso" com o computador (já mencionei que este é um exemplo favorito dos cientistas ao explicar os estados quânticos). O anverso está na mesa por padrão. Na primeira rodada, o computador pode jogar a moeda ou deixá-la inalterada, mas não sabemos o resultado da decisão final. Então temos a mesma oportunidade, e o computador também não sabe o resultado. Após algumas rodadas, a condição da moeda é verificada. Se o anverso mudou, o computador vence, caso contrário, nós vencemos. Isso nos dá exatamente 50% de chance de ganhar.
Se jogarmos o mesmo jogo com um computador quântico, o computador terá basicamente 100% de chance de ganhar (em um estudo, ganhou 97% em mais de 300 jogos diferentes, os 3% restantes são provavelmente… devido a um erro do sistema). Mas como isso é possível? Imagine que a cada rodada o computador mantenha sua superposição, pois não é visto por nenhum observador (ninguém do ambiente, inclusive nós). Ao mesmo tempo, a máquina decide 30% a favor do anverso e 70% a favor de sair do estado atual, na próxima rodada escolhe outro. Mas o mais importante é que um computador quântico sempre escolhe dois estados diferentes (quando escolhemos apenas um). No final do jogo, quando o resultado é revelado, a onda de probabilidade quebra e… ele vence.
O computador quântico está nos enganando? Não! Eu sei que é difícil de entender, mas imagine que durante essas várias rodadas, o computador despeje dois sucos diferentes em uma tigela em proporções diferentes, e no final separa os dois componentes da mistura, literalmente "superando" a probabilidade e sempre fazendo o escolha certa. É difícil de acreditar, mas na prática é exatamente isso que acontece.
Um fenômeno obscuro, mas é uma boa ilustração do poder da física quântica. No nível das moléculas quânticas, tal computador seria muito melhor no desenvolvimento, por exemplo, de novos medicamentos. Certamente seria útil para nós em condições de pandemia e para superar outras doenças. Mas o mais importante é que esse computador será útil no desenvolvimento de tecnologias de informação de teletransporte. E estas não são palavras triviais! Quando houver muitos computadores quânticos no mundo, as moléculas quânticas de cada um deles poderão se misturar (emparelhar) umas com as outras. Então, se mudarmos a propriedade de um deles, mudaremos também o estado da molécula emparelhada. Por fim, será possível enviar informações, pois imediatamente após o envio pode-se determinar o estado inicial e final. De qualquer forma, vamos relembrar as conquistas do supercomputador quântico do Google. Em 200 segundos, ele fez cálculos que exigiriam... 10 anos de operação do supercomputador "normal" mais rápido. Assim, você pode ver o enorme potencial e poder que ela carrega.
Assim, seria criado um canal de transmissão completamente novo, com o qual nem sonhávamos. Assim como uma fibra óptica ou um canal de rádio agora. E como, como já mencionado, teoricamente não há limite para a distância de teletransporte do estado quântico, também poderemos nos comunicar com outros planetas em um instante. E de uma forma extremamente segura. Graças ao teletransporte, seria mesmo teoricamente impossível "pegar" informações. Por outro lado, se o teletransporte se tornasse possível, uma pessoa inteligente encontraria uma maneira de fazê-lo. Talvez ainda não saibamos tanto e, portanto, não sejamos bem homo sapiens...
E agora chegamos ao fim da conversa sobre o estado atual e futuro do desenvolvimento do teletransporte. Deve-se admitir que os planos futuros parecem muito mais interessantes, especialmente porque nem todos estão tão distantes quanto você imagina. Também deve ser lembrado que não podemos prever como o futuro realmente será. O mundo moderno provou que às vezes o que parecia uma fantasia há 30 anos se torna realidade hoje. Todas as teses (especialmente as relacionadas ao teletransporte humano) são baseadas em informações disponíveis e previsões de desenvolvimento de pesquisas. Portanto, esperamos que a tecnologia da computação quântica logo se torne mais acessível e compreensível. E, claro, queremos que essa revolução ocorra durante a nossa vida. Eu realmente quero ver como uma pessoa pode se mudar instantaneamente para Marte ou Alpha Centauri. Sonhos, sonhos, sonhos...
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