O que é emaranhamento quântico?
No emaranhamento (ou entrelaçamento) quântico, temos um estado quântico formado por duas (ou mais) partículas de forma especial.
Matematicamente, ele é definido como um estado não separável: não podemos considerar um estado emaranhado entre partículas A e B como um estado que só diz respeito a A e outro que só diz respeito a B.
Na prática, o emaranhamento tem propriedades interessantes. Por exemplo, uma medição da partícula A de um estado emaranhado vai determinar o estado de B.
Imagine que vc jogou uma moeda pra cima. A chance de cair coroa é 50% e a chance de cair cara é 50% também.
Se vc fizer isso com duas moedas, a gente espera que as probabilidades de 50/50 para cada uma se mantenham.
Isso porque as probabilidades de duas moedas NÃO são correlacionadas.
Em quântica, no entanto, podemos ter as probabilidades correlacionadas entre dois estados diferentes! É o que acontece no entrelaçamento.
Isso é bem esquisito, já que A e B podem estar muito distantes! Se A e B estiverem mais distantes do que a velocidade da luz levaria pra transmitir a informação, isso parece contradizer a teoria da relatividade.
Na relatividade, a velocidade da luz é a velocidade limite. Essa encrenca foi a motivação do Nobel de Física do ano passado — mas isso é papo pra outro dia!
Por agora, quero só deixar claro que não podemos usar esse fenômeno pra TRANSMITIR INFORMAÇÃO com velocidade acima da luz.
Isso porque, se considerarmos duas pessoas (Alice e Bob) mandando informação de forma quântica, mesmo que um deles faça a medição, o outro não tem como saber que essa medição ocorreu. Um vídeo sobre isso:
Pra saber se houve medição, é necessário que Alice e Bob se comuniquem por um meio não-quântico, como uma chamada de celular. Com certeza não vai ser mais rápido do que a luz!
Emaranhamento, computação e criptografia
O emaranhamento é essencial pra computação quântica e criptografia quântica.
Para computação quântica a base de circuitos, o emaranhamento é importante para formar um computador quântico universal. Ou seja, um que tenha a capacidade computacional mais geral possível.
Já para a criptografia, uma aplicação é a distribuição de chaves quânticas. Essa é uma forma de criptografia que supõe-se ser muito segura, já que é possível detectar se houve tentativa de interceptação da mensagem, graças a fenômenos quânticos!
E vários protocolos desse tipo usam de emaranhamento para funcionar, um exemplo aqui.
