sexta-feira, 30 de abril de 2010

criar computação quântica A INTERNET DO FUTURO ESTA SIM
















Carlos Machado, da INFO


SÃO PALO - O físico Paulo Nussenzveig, da USP, abre com raios laser pistas que podem levar à internet quântica.

O professor Paulo Nussenzveig e seus colegas do Instituto de Física da Universidade de São Paulo marcaram um gol de placa no final do ano passado. Como resultado de três anos de pesquisa, eles publicaram na revista americana Science um artigo mostrando como manipular feixes de laser de três cores diferentes para obter seu “emaranhamento quântico” — ou seja, mesmo separados, eles compartilham propriedades, como se obedecessem a uma espécie de “telepatia”. O artigo ganhou destaque no mundo científico, por dois motivos. Primeiro, porque era inédita a verificação do emaranhamento com três cores. Outros experimentos já haviam sido feitos com feixes da mesma cor, ou seja, da mesma frequência. Depois, porque a equipe da USP também constatou outro fenômeno, a chamada morte súbita do emaranhamento, uma cessação repentina do relacionamento quântico entre os feixes de luz. Essas descobertas podem ajudar a abrir caminhos que levem a tecnologias futuras, como o computador quântico e a transmissão de dados superveloz, favorecendo a internet quântica.

INFO - Em que consistem as pesquisas que o senhor e equipe apresentaram no artigo publicado na revista Science?
NUSSENZVEIG - Em última instância, nossas pesquisas têm a ver com a ideia de tornar possível a construção de um computador quântico. É importante caracterizar o contexto em que desenvolvemos nossas pesquisas na área de óptica quântica. Quando se fala em computador, trata-se de processar, transmitir e armazenar informações. Tudo isso é feito por meio de correlações. Por exemplo, o armazenamento. Se eu quero escrever algo num pedaço de memória, preciso transferir a informação de um meio físico para outro. Daí vem a ideia: e se pudéssemos fazer isso usando o meio mais rápido possível — a luz?

INFO - O que há de essencialmente diferente nessa abordagem?
NUSSENZVEIG - Em 1935, os físicos Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen perceberam que as relações entre valores de quantidades físicas no mundo quântico seriam mais fortes que as normais. Ou seja, na mais funda intimidade da matéria as coisas não ocorreriam da mesma forma que nos sistemas habituais. Um documento publicado por esses três cientistas sugere que estaria faltando alguma explicação na mecânica quântica, ou que esta não seria uma teoria física completa. Essa ideia recebeu o nome de Paradoxo de Einstein-Podolsky-Rosen, ou Paradoxo de EPR. Mais tarde, já nos anos 60, o irlandês John Stewart Bell mostrou que não existe essa interpretação faltante. A mecânica quântica contempla, de fato, relações mais fortes, não existentes no cotidiano. Tudo isso pode parecer muito estranho e fantasmagórico, mas esse é um ponto de partida dos estudos que podem levar à construção do computador quântico.

INFO - O que já existe de concreto nessas pesquisas rumo à computação quântica?
NUSSENZVEIG - Há, por exemplo, algumas aplicações de criptografia quântica. Na Áustria existem canais de comunicação entre bancos que utilizam essa tecnologia. Na Suíça, dados de urnas eleitorais foram transmitidos para a central de apuração por meio de criptografia quântica.



INFO - Quais as vantagens da proteção quântica?
NUSSENZVEIG - O objetivo é o mesmo: enviar mensagens cifradas. Na criptografia comum, usam-se para isso as chaves secretas. A segurança desses sistemas está na dificuldade de quebrar a chave. Há modelos matemáticos bastante desenvolvidos que garantem a complexidade dessas chaves. Se existisse alguém com um computador quântico, essa pessoa poderia quebrar com facilidade todos os códigos de criptografia hoje existentes. A criptografia quântica não se baseia na complexidade do tratamento das informações. Ela se fundamenta numa das estranhezas do mundo quântico: certas propriedades são incompatíveis entre si. Um dos princípios da mecânica quântica diz que se você tenta medir certas propriedades de uma partícula, altera essas propriedades. Assim, quando se enviam dados por criptografia quântica, se alguém tenta interceptar esses dados, por definição os modifica. Portanto, a proteção das informações depende da própria natureza do meio físico. Isso não é 100% seguro, porque nenhum sistema é ideal, mas representa uma substancial mudança de paradigma. Em vez de usar chaves difíceis, posso montar sistemas que usam as propriedades intrínsecas da matéria.



INFO - E onde fica o computador quântico?
NUSSENZVEIG - Existe o sonho de construir computadores quânticos, mas por enquanto é apenas isso — um sonho, que tem pela frente imensas dificuldades técnicas e demanda o exame acurado de uma miríade de sistemas físicos. Vários desses sistemas têm vantagens e desvantagens. Nenhum deles tem todos os pontos positivos. Felizmente, as vantagens são diferentes, o que nos dá a oportunidade de criar sistemas híbridos, aproveitando o melhor de cada um. Um problema: como trocar informações entre esses sistemas de modo eficiente? A maneira mais fácil é a luz. Primeiro, porque ela interage muito pouco com as outras coisas e se propaga de forma extremamente rápida — à velocidade da luz! Assim, podem-se usar sistemas físicos diferentes para fazer processadores híbridos. Esses sistemas vão interagir em cores (ou seja, frequências) diferentes.

INFO - Aqui, então, chegamos à sua pesquisa...
NUSSENZVEIG - Sim, conseguimos produzir emaranhamentos com três feixes de luz de cores diferentes. Cor, aqui, é licença poética. Na verdade, são frequências diferentes, já que só são cores as frequências do espectro visível. A ideia por trás disso é pensar na transmissão de informação. A pesquisa usa um aparelho chamado oscilador paramétrico óptico, que consiste em um cristal especial entre dois espelhos. Um feixe de luz verde passa pelo cristal e é bipartido em dois feixes infravermelhos de frequências diferentes. Os três feixes, embora separados, mantêm uma propriedade fantasmagórica do mundo quântico, chamada emaranhamento. Isso significa que os feixes de luz conservam relações entre si. É o que Einstein chamou de “ação fantasma a distância”. Isso talvez possa ser útil para a transmissão quântica de dados.



INFO - Mas, além de observar o emaranhamento de três cores, a pesquisa fez outra descoberta...
NUSSENZVEIG - Sim. Quando finalmente conseguimos o emaranhamento de três cores, descobrimos outro efeito impressionante. Trata-se da morte súbita do emaranhamento. Ou seja, de repente desaparece a correlação entre os feixes de luz. Esse efeito era pouco estudado, mesmo em termos puramente teóricos. Conseguimos verificá-lo num experimento prático. Para usar a luz em sistemas de comunicação, é preciso conhecer melhor a morte súbita e verificar se há um padrão para essas perdas. Em sistemas de fibras ópticas também há perdas, tanto que a cada 100 Quilômetros coloca-se um repetidor, que amplifica o sinal e o reenvia. Na mecânica quântica não se pode fazer isso. Amplificar o sinal corresponderia a fazer uma cópia do sistema. Não há como executar essa intervenção sem perturbar o conteúdo.



INFO - Então, ainda são passos bem primários na direção do computador quântico.
NUSSENZVEIG - De fato, estamos num estágio em que precisamos ir atrás das respostas que a natureza pode dar. É que ela quase nunca se comporta do jeito como antecipamos. Somente para montar o experimento com os três feixes de luz consumimos três anos. Ou seja, esse foi o tempo gasto entre publicarmos a previsão teórica do que poderíamos fazer e chegarmos na prática às observações que serviram de base ao artigo publicado na Science. Mas observe: quando afinal constatamos o emaranhamento, descobrimos que há novas limitações, como a morte súbita. Essas limitações nos conduzem a novas perguntas. Portanto, a verdade é que não sabíamos tanto quanto pensávamos saber. Essas limitações nos conduzem a novas perguntas. Portanto, a verdade é que não sabíamos tanto quanto pensávamos saber. Essa é uma das belezas da ciência: buscamos sempre estar na fronteira de nossa ignorância


OBTIDO EM   http://info.abril.com.br/noticias/

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