Novos experimentos sobre a propriedade quântica que confundiram Einstein

Uma das razões pelas quais Albert Einstein desaprovou a física quântica é que ela parece prever ações instantâneas à distância, influências que parecem se propagar mais rápido que a velocidade da luz. Em 2022, Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger receberam o Prêmio Nobel de Física por seus experimentos que confirmaram a "não localidade" quântica: a existência de correlações que não podem ser explicadas por teorias de "variáveis ​​ocultas", nas quais os observadores têm livre-arbítrio (para escolher quais medições fazer) e nas quais a comunicação em velocidades maiores que a velocidade da luz é impossível. No entanto, os experimentos vencedores do Nobel não esclarecem o mecanismo responsável. Uma possibilidade é que variáveis ​​ocultas determinem quais medições são feitas: o livre-arbítrio que os físicos acreditam ter seria uma ilusão. Outra possibilidade é que a comunicação superluminal seja possível. Uma terceira possibilidade é que variáveis ​​ocultas não existam.

Um artigo publicado na Nature Communications por Carlos Vieira, Ravishankar Ramanathan e Adán Cabello, das universidades de Campinas (Brasil), Hong Kong e Sevilha, respectivamente, afirma que é possível conduzir novos experimentos que nos permitirão decidir entre essas possibilidades.

“Pelo menos uma das suposições por trás das teorias de variáveis ​​ocultas locais deve falhar. Aqui [no artigo da Nature Communications ], mostramos que, se apenas uma delas falhar, então ela deve falhar completamente, descartando assim teorias de variáveis ​​ocultas que restringem parcialmente o livre-arbítrio ou permitem parcialmente ações instantâneas à distância”, argumentam os pesquisadores.

Nicolas Gisin, da Universidade de Genebra, na Suíça, disse à New Scientist que o trabalho pode ajudar a dissipar alguns dos equívocos sobre por que a teoria quântica é "não local": "A violação experimental da desigualdade de Bell está estabelecida. Já foi feita. Mas é sempre preciso adicionar suposições se quisermos ter um teorema", diz Gisin.

“Fazemos isso há 100 anos, com todos dando sua opinião. Mas deveríamos estar fazendo ciência. Nosso trabalho, com todas as intenções do mundo, é completamente asséptico. É preciso analisar o que os experimentos dizem. Alguém pode sentir repulsa pela falta de livre-arbítrio, mas é uma possibilidade lógica. Então, como tal, vamos estudá-la cientificamente. Alguém pode sentir repulsa, como Einstein, por ações instantâneas à distância, mas é uma possibilidade lógica neste debate, então vamos tentar explorá-la cientificamente. Não é uma questão de opinião; vamos ao laboratório para ver o que acontece”, argumenta Adán Cabello .

A questão da ausência de livre-arbítrio também pode alimentar a crença no superdeterminismo, um conceito que o astrofísico e filósofo argentino Gustavo E. Romero resume: “Na linguagem cotidiana, significaria que todos os eventos no universo são determinados por um começo comum. Todos os estados foram definidos por um estado passado. Em outras palavras, existe um determinismo estrito no universo.”

“Na minha opinião, existem razões filosóficas para pensar que o livre-arbítrio não existe e que isso não faz sentido”, argumentou Romero em uma entrevista recente: “Se você observar o contexto cosmológico, todo o universo era originalmente tão compacto que, basicamente, todos os sistemas estavam causalmente conectados uns aos outros. Os seres humanos obedecem às leis naturais da mesma forma que tudo o mais que existe, tudo o que é natural.”

Além das variáveis ​​filosóficas, a pesquisa de Vieira, Ramanathan e Cabello tem aplicações práticas. Cabello ressalta que, na criptografia, o nível de segurança seria aumentado. “Nos sistemas atuais, presume-se que o adversário não pode decidir quais medidas serão tomadas. No entanto, o adversário poderia hackear os geradores de números aleatórios usados ​​para escolher as medidas e comprometer a segurança. O que mostramos é que a segurança pode ser restaurada mesmo neste caso, desde que o hacking seja apenas parcial.”

Há também aplicações práticas para computadores quânticos. Nesse sentido, Ramanathan afirma à New Scientist que os computadores quânticos podem se beneficiar da descoberta, pois o problema de algumas partes do computador terem influências indesejadas sobre outras pode ser mitigado.