Como fazer um entrelaçamento quântico

Escrito por richard gaughan Google | Traduzido por max jahnke
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Como fazer um entrelaçamento quântico
Partículas entrelaçadas da mecânica quântica são como gêmeos: tirar medidas de um nos dá informações sobre o outro (Jupiterimages/Goodshoot/Getty Images)

Einstein estava tão perturbado pelas implicações da mecânica quântica que chegou a declarar que "nenhuma definição razoável de realidade pode permitir isso". O "isso" ao qual ele se referia era a ideia de entrelaçamento quântico. O entrelaçamento quântico é a criação de partículas idênticas com características acopladas. Por exemplo, um par de elétrons podem ser criados com campos acoplados de tal maneira que se um campo estiver apontando para cima (chamado spin up), o outro deve ter o spin de tipo down. Imagine que um dos elétrons é enviado para a lua e, então, você mede o elétron na Terra e descobre que o seu spin é down. Você automaticamente passará a saber que o spin do elétron na lua é up. Este é um dos raros casos em que não foi a teoria que estava errada, mas sim o próprio Einstein. O entrelaçamento quântico pode ser criado em laboratório.

Nível de dificuldade:
Moderadamente fácil

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O que você precisa?

  • Cristal de borato de beta bário
  • Laser de 405 nm
  • Divisor de raio
  • Detector de fóton único
  • Polarizador linear

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Instruções

  1. 1

    Lance o feixe de um laser através de um polarizador linear cujo eixo esteja orientado a 45 graus da vertical.

  2. 2

    Transmita o restante do feixe do cristal de boreto de beta bário. Uma porcentagem pequena da luz incidente será sub-convertida — transformada em dois fótons, cada um com metade da energia do fóton incidente. O fóton sub-convertido será entrelaçado com a mesma polarização, perpendicular à polarização do raio incidente.

  3. 3

    Coloque um polarizador orientado verticalmente na frente de cada um dos detectores de fóton único e, ainda, a combinação polarizador/detector em cada um dos dois feixes de saída do cristal de boreto de beta bário.

  4. 4

    Meça a saída de cada um dos dois detectores. Aproximadamente metade dos fótons serão bloqueados pelos polarizadores, de maneira que a saída de qualquer um dos detectores será uma sequência aleatória de "acertos" e "erros".

  5. 5

    Correlacione as saídas dos dois detectores. Apesar de cada detector, quando olhado individualmente, ter uma sequência aleatória de acertos e erros, os dois fótons estão correlacionados de tal sorte que ambos possuem a mesma sequência randômica.

  6. 6

    Afaste um dos detectores na linha de propagação de um dos sub-conversores de feixe. A correlação será preservada, significando que a saída "aleatória" do segundo detector pode ser prevista usando a medida feita no primeiro detector — um sinal de entrelaçamento.

    Como fazer um entrelaçamento quântico
    Quando você não consegue dizer qual partícula é qual e elas estão inextrincavelmente acopladas, você atingiu o entrelaçamento (BananaStock/BananaStock/Getty Images)

Dicas & Advertências

  • A polarização da luz é um tipo facilmente visualizável de entrelaçamento, mas há dois parâmetros que podem ser entrelaçados.

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