Uma breve história de alguns de meus interesses

Audio clip: Adobe Flash Player (version 9 or above) is required to play this audio clip. Download the latest version here. You also need to have JavaScript enabled in your browser.

O emaranhamento quântico é uma característica que poderíamos qualificar de profunda e contundente. De fato, entre os renomados cientistas que, no início do século XX, mesmo durante o estabelecimento da mecânica quântica como uma teoria fundamental da física, se desconcertavam com essa característica inusitada, destacava-se Albert Einstein. Muito debate entre esse gigante da física moderna e o grande Niels Bohr culminou, em 1935, com a publicação, por Einstein, Podolsky e Rosen, do famoso artigo contendo essencialmente o bem conhecido “paradoxo de Einstein-Podolsky-Rosen (EPR)” [1].

Em 1951 David Bohm ilustra o conteúdo do paradoxo de EPR com variáveis discretas ao invés de contínuas [2] e, dessa forma, dá o primeiro passo em direção à realização experimental de um teste para teorias locais de variáveis ocultas. O paradoxo de EPR passa, após esse passo por Bohm, a ser também referido como “o paradoxo de Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm (EPRB)”. O próximo desenvolvimento de vulto, talvez um dos mais importantes resultados científicos do século XX, foi produzido por John S. Bell [3], em 1964, que, de certa maneira, transportou a conjectura, por EPR, da existência de variáveis ocultas para o âmbito das asserções positivas, passíveis de verificação experimental. Algum desenvolvimento posterior envolvendo a adaptação da proposta ideal de Bell a experimentos realísticos [4], incluindo experimentos inconclusivos, culminou com a realização, em 1982, da refutação experimental da existência de variáveis ocultas locais descrevendo os efeitos que quanticamente decorrem do emaranhamento de estados de polarização de pares de fótons [5].

A partir de então, muitas ramificações em pesquisa podem ser discriminadas na literatura, todas de certa forma envolvendo algum aspecto de emaranhamento. Uma das ramificações, a que nos interessa no âmbito desta postagem, tornou-se conhecida como Informação Quântica e se sustenta pesadamente sobre o conceito de emaranhamento. Sendo a mecânica quântica quase que omnipresente no âmbito do conhecimento científico-tecnológico atual, era de se esperar que a edificação de esquemas de aplicação do quanticamente fundamental emaranhamento de estados se erguesse com engenhosidade proveniente de várias vertentes. Inicialmente, portas lógicas produzidas por meio de íons aprisionados foram reportadas [6]. Logo vieram as pioneiras experiências envolvendo eletrodinâmica quântica de cavidades ressonantes [7] e ressonância magnética nuclear [8]. Mais recentemente apareceram propostas envolvendo dispositivos de estado sólido [9], junções de Josephson microscópicas [10] e mesmo redes ópticas [11]. Muito provavelmente, a julgar pela crescente aceleração de avanços das pesquisas dessa área, neste mesmo instante em que você lê estas linhas, novas propostas para a realização experimental de portas lógicas encontram-se em iminência de vir à luz.

Independentemente da realização tecnologicamente viável, pois podem surgir várias que se estabeleçam estavelmente e que passem a coexistir indefinidamente, a validade universal da descrição quântica, incluindo suas características fundamentais como o emaranhamento, acarreta uma inevitável consequência: a descoerência [12]. Qualquer dispositivo quântico não isolado, ao interagir com seu ambiente, emaranha-se irreversivelmente com os infinitos estados quânticos acessíveis do resto do universo. É exatamente esta característica fundamental da mecânica quântica, o emaranhamento, ao mesmo tempo tão estranha à concepção clássica do mundo, que dá origem à inexistência, em circunstâncias cotidianas, de superposições quânticas de estados macroscópicos, como o famoso estado do gato de Schrödinger [2,13].

😎

Bibliografia

[1] A. Einstein, B. Podolsky e N. Rosen, Phys. Rev. 47, 777 (1935).

[2] D. Bohm, Quantum Theory (Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1951).

[3] J. S. Bell, Physics 1, 195 (1964).

[4] J. F. Clauser e A. Shimony, Rep. Prog. Phys. 41, 1881 (1978).

[5] A. Aspect, J. Dalibard e G. Roger, Phys. Rev. Lett. 49, 1804 (1982).

[6] B. E. King, C. S. Wood, C. J. Myatt, Q. A. Turchette, D. Leibfried, W. M. Itano, C. Monroe e D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 81, 1525 (1998).

[7] P. Grangier, G. Reymond e N. Schlosser, Progr. Phys. 48, 859 (2000).

[8] I. L. Chuang, N. Gershenfeld e M. Kubinec, Phys. Rev. Lett. 80, 3408 (1998); D. G. Cory, M. D. Price, W. Maas, E. Knill, R. Laflamme, W. H. Zurek, T. F. Havel e S. S. Somaroo, ibid. 81, 2152 (1998); J. A. Jones, M. Mosca e R. H. Hansen, Nature 393, 344 (1998).

[9] D. V. Averin, Solid State Comm. 105, 659 (1998); V. Bouchiat, D. Vion, P. Joyez, D. Esteve e M. H. Devoret, Phys. Scrita T 76, 165 (1998); B. E. Kane, Nature 393, 133 (1998); D. Loss e D. P. DiVincenzo, Phys. Rev. A 57, 120 (1998).

[10] Y. Makhlin, G. Shön e A. Shnirman, Nature 398 , 305 (1999).

[11] A. Sorensen, L.-M. Duany, J. I. Cirac e P. Zoller, Nature 409, 63 (2001); G.J. Milburn, Progr. Phys. 48, 957 (2000); I. H. Deutsch, G. K. Brennen e P. S. Jessen, Progr. Phys. 48, 925 (2000).

[12] W. H. Zurek, Phys. Today 44, 36 (1991); W. H. Zurek, S. Habib e J. P. Paz, Phys. Rev. Lett. 70, 1187 (1993); J. P. Paz e W. H. Zurek, Phys. Rev. Lett. 82, 5181 (1999); B. R. Mollow e R. J. Glauber, Phys. Rev. 160, 1076 (1967); 160, 1097 (1967); L. Davidovich, M. Brune, J. M. Raimond e S. Haroche, Phys. Rev. A 53, 1295 (1996); M. Brune, E. Hagley, J. Dreyer, X. Maitre, A. Maali, C. Wunderlich, J. M. Raimond e S. Haroche, Phys. Rev. Lett. 77 , 4887 (1996); W. H. Zurek, arXiv:quant-ph/0306072v1 (2003).

[13] E. Schrödinger, Naturwissenschaften 23, 807-812, 823-828, 844-849 (1935).

Música desta postagem: Slavonic Dances Op. 72 – Moderato (quasi minuetto) de Antonin Dvorak, por Andreas Pfaul e Chris Breemer

Recomendo também a leitura da postagem a seguir:

Gostou desta postagem? Então clique no botão abaixo e siga o Nerdyard no Twitter! Toda vez que houver uma nova postagem aqui, você saberá imediatamente! :cool:

Siga Nerdyard no Twitter

Melhor ainda: inscreva-se em Nerdyard e receba, por e-mail, o aviso com links para cada nova postagem ou novidade.

Google Groups
Inscreva-se em Nerdyard
Melhor email:
Visite este grupo

NOTE QUE EU ODEIO SPAM COM TODA CONVICÇÃO! :cool:

Dessa forma, não se preocupe: eu juro que jamais fornecerei seu endereço de e-mail ou qualquer outra informação sobre você para ninguém!

Clip to Evernote

Deixe um comentário for Uma breve história de alguns de meus interesses

Editor de Equações (www.codecogs.com/latex/eqneditor.php)

Para entender como utilizar esse editor de equações, clique aqui.