Prêmio Nobel de Física: o que é o entrelaçamento quântico

O Prêmio Nobel de Física deste ano foi para pesquisadores de mecânica quântica -- a ciência que descreve o comportamento das partículas subatômicas, ou seja, a física nas menores escalas possíveis.

O prêmio vai para o francês Alain Aspect, o americano John Clauser e o austríaco Anton Zeilinger. Os pesquisadores vão dividir o prêmio em dinheiro de 10 milhões de coroas suecas (R$ 4,7 milhões).

O trabalho desses cientistas pode abrir caminho para uma nova geração de computadores e sistemas de telecomunicações poderosos que são impossíveis de invadir.

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Os três laureados deste ano conduziram experimentos inovadores usando estados quânticos entrelaçados, onde duas partículas subatômicas se comportam como uma única unidade, mesmo quando separadas.

"A ciência da informação quântica é um campo vibrante e em rápido desenvolvimento", disse Eva Olsson, membro do Comitê Nobel de Física. "Tem implicações amplas e potenciais em áreas como transferência segura de informações, computação quântica e tecnologia de detecção".

Alain Aspect, 75, é afiliado à Université Paris-Saclay e à École Polytechnique, Palaiseau. John Clauser, 79, dirige sua própria empresa na Califórnia. Anton Zeilinger, 77, está ligado à Universidade de Viena. Os mesmos três homens ganharam o Prêmio Wolf juntos em 2010.

Anton Zeilinger recebeu um telefonema de manhã cedo para dizer que havia vencido. "Ainda estou meio chocado, mas é uma surpresa muito positiva", disse ele.

Entrelaçamento

A mecânica quântica descreve o comportamento de partículas subatômicas. É um campo de pesquisa que começou no início do século 20.

Um dos campos da mecânica quântica é o "entrelaçamento", no qual duas ou mais partículas quânticas — geralmente fótons, as partículas de luz — podem se manter fortemente conectadas quando muito distantes e sem estarem fisicamente ligadas.

Seu estado compartilhado pode ser sua energia ou seu giro. É um fenômeno estranho que Albert Einstein chamou de "ação assustadora à distância".

A base teórica foi desenvolvida na década de 1960 pelo físico norte-irlandês John Stewart Bell. Mas foram Aspect, Clauser e Zeilinger que conduziram os experimentos para mostrar que o fenômeno era real e poderia ter usos práticos.

"Sempre me interessei pela mecânica quântica desde os primeiros momentos em que li sobre ela", disse Zeilinger à BBC News. "E realmente fiquei impressionado com algumas das previsões teóricas porque elas não se encaixavam nas intuições usuais que se poderia ter."

Duas áreas de uso prático para a pesquisa sobre entrelaçamento estão ganhando muita atenção nos últimos tempos. Uma são os computadores quânticos, que prometem um salto gigantesco na capacidade das máquinas de resolver problemas complexos. E o outro está na criptografia, a codificação segura de informações. Explorar o entrelaçamento quântico tornará impossível para um terceiro espionar as comunicações privadas.

"Isso é útil para militares e bancos etc., em comunicações seguras", disse John Clauser. "A maior aplicação que eu saiba foi feita pelos chineses, que lançaram um satélite há vários anos que eles usam para comunicações seguras ao longo de milhares de quilômetros."

O professor Tim Spiller da Universidade de York, Reino Unido, disse que os laureados de terça-feira foram vencedores dignos que ajudaram a abrir possibilidades para um futuro emocionante.

"As tecnologias quânticas foram pesquisadas significativamente no Reino Unido e em muitos outros países nos últimos 10 anos. Nós conhecemos o entrelaçamento há muito mais tempo do que isso, mas o investimento foi feito nos últimos 10 anos. E agora há um ou dois produtos comerciais emergentes que você pode comprar que usam vários aspectos desse recurso quântico, e esperamos que haja muitos mais no futuro", disse ele à BBC News.

O Nobel de Física em 2021 foi concedido a três pesquisadores que avançaram nossa compreensão de sistemas complexos - em particular, o clima da Terra.

Na segunda-feira, o comitê do Nobel deu o prêmio de Fisiologia ou Medicina ao sueco Svante Paabo por seu trabalho sobre a evolução humana.

Vencedores anteriores do Prêmio Nobel de Física

• 2021 - Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann e Giorgio Parisi receberam o prêmio por avançar nossa compreensão de sistemas complexos, como o clima da Terra.
• 2020 - Sir Roger Penrose, Reinhard Genzel e Andrea Ghez receberam o prêmio por seu trabalho sobre a natureza dos buracos negros.
• 2019 - James Peebles, Michel Mayor e Didier Queloz dividiram o prêmio por descobertas inovadoras sobre o Universo.
• 2018 - Donna Strickland, Arthur Ashkin e Gerard Mourou foram premiados por suas descobertas no campo da física do laser.
• 2017 - Rainer Weiss, Kip Thorne e Barry Barish ganharam o prêmio pela detecção de ondas gravitacionais.
• 2016 - David Thouless, Duncan Haldane e Michael Kosterlitz dividiram o prêmio por seu trabalho em estados raros da matéria.
• 2015 - Takaaki Kajita e Arthur McDonald receberam o prêmio pela descoberta de que os neutrinos alternam entre diferentes estados