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Uma experiência em Singapura levou a estranheza quântica ao seu limite absoluto. Investigadores do Centro para Tenologias Quanticas (CQT) na Universidade Nacional de Singapura e na Universidade de Sevilha em Espanha, registaram o mais extremo 'entrelaçar' de pares de fotões jamais registados em laboratório. O resultado foi publicado a 30 de Outubro de 2015 na Physical Review Letters.

A realização desta experiência é a prova para validar a física quântica e irá dar mais confiança a esquemas relativos a criptografia quântica e computação quântica feitos para explorar este fenómeno. 'Para que algumas tecnologias quânticas funcionem como pretendemos, precisamos estar confiantes que a física quântica esteja completa,' diz Poh Hou Shun, que conduziu as experiências no CQT. 'Os nossos resultados aumentam a nossa confiança,' disse.

Realismo local
O entrelaçamento diz que duas partículas, como os fotões, podem ser casados de modo a ficar num estado de união. Uma vez nesse estado, qualquer partícula observada parece comportar-se aleatoriamente. Mas se se medir ambas as partículas de uma vez, verá que elas estarão perfeitamente sincronizadas.

Albert Einstein foi famosamente perturbado por esta predição da física quântica. Ele não gostava da aleatoriedade que vinha com uma só partícula. Ele disse que 'Deus não joga aos dados'. Não gostava das correlações que vinham com qualquer das duas partículas. Referiu-se a esta situação como 'acção fantasmagórica à distância'.

Experiências desde os anos 1970´s, têm estado a juntar provas que as predições quânticas estão correctas. Recentemente uma experiência na Holanda tornou-se a primeira a mostrar o caminho para assumir todas as reuniões de dados realizadas.

Tecnicamente conhecida como 'loophole-free Bell test', a experiência não deixa espaço de manobra no significado: partículas entrelaçadas comportam-se aleatoriamente, e sincronizam-se sem trocar sinais.

Entrelaçadas ao máximo
No laboratório em Singapura, Poh e os seus colegas também realizaram um teste, mas em vez de preenchimento de lacunas, a sua configuração empurra o entrelaçamento ao seu máximo teórico.

Fazem fotões entrelaçar com o uso do brilho de um laser através de cristal. Os fotões interagem com o cristal, de tal modo que, ocasionalmente, um divide-se em dois e o par surge entrelaçado. A equipa controla os fotões com um conjunto de lentes, espelhos e outros elementos ópticos para optimizar o efeito.

Os investigadores olharam para 33,2 milhões de pares de fotões optimizados. Cada par foi dividido e os fotões, medidos separadamente, depois a correlação entre os resultados foi quantificada.

Num tal teste, a força entre as correlações, dizem se os fotões estavam entrelaçados ou não. As medidas envolvidas são complexas, mas podem ser reduzidas a um simples numero. Qualquer valor maior que dois é a evidência dos efeitos quânticos a funcionarem, mas existe também um limite máximo.

A física quântica prediz que a correlação medida não pode ser mais do que 2sqrt(2) ~2.82843. Na experiência mediram 2.82759 +/- 0.00051 - dentro de 0.03% do limite. Se o pico do valor fosse o topo do Everest, este valor estaria somente a 2.6 metros do cume.

Sem extensões
O resultado recorde também exclui uma extensão proposta da teoria quântica.

No início do ano, Alexeir Grinbaum com a CEA em França, dispôs um modelo no qual a física quântica é só uma descrição efectiva de uma teoria mais fundamental. Ele calculou um novo limite nas medidas de correlação usando ferramentas da teoria da informação. Os cálculos consideraram quanta informação um observador pode manter num sistema de duas partículas e dar um limite na medida de correlação somente 0.1% abaixo do limite quântico.

'Precisa de medidas muito precisas para ser capaz de distinguir o limite quântico, e essa foi a nossa realização,' disse Christian Kurtsiefer, Investigador Principal no CQT e co-autor do artigo. O resultado da equipa excedeu o limite de Grinbaum o suficiente para deixar para trás o modelo anterior.

O entrelaçamento não permite comunicações mais rápidas do que a luz, mas pode ser usada para mensagens secretas e para acelerar alguns cálculos. Ver que é possível atingir o limite quântico para correlações é valioso para estas aplicações: a sua segurança e fiabilidade depende destes limites serem fundamentais.