Uma das primeiras aplicações práticas da muito alardeada, mas pouco utilizada, tecnologia de computação quântica está agora ao alcance, graças a uma abordagem única que evita o grande problema de escalar tais protótipos.

A invenção, de um físico da Universidade de Bristol, que lhe deu o nome de "contraportação", fornece o primeiro modelo prático para criar em laboratório um buraco de minhoca que comprovadamente conecta o espaço, como uma sondagem do funcionamento interno do universo.

Ao implantar um novo esquema de computação, revelado na revista Quantum Science and Technology , que aproveita as leis básicas da física, um pequeno objeto pode ser reconstituído no espaço sem que nenhuma partícula se atravesse. Entre outras coisas, fornece uma "arma fumegante" para a existência de uma realidade física que sustenta nossa descrição mais precisa do mundo.

O autor do estudo, Hatim Salih, bolsista honorário de pesquisa nos laboratórios de tecnologia de engenharia quântica (QET) da universidade e cofundador da start-up DotQuantum, disse: "Este é um marco pelo qual trabalhamos há vários anos. Ele fornece uma estrutura teórica e prática para explorar novos quebra-cabeças duradouros sobre o universo, como a verdadeira natureza do espaço-tempo."

A necessidade de portadores de informação detectáveis ??quando nos comunicamos tem sido uma suposição profundamente arraigada entre os cientistas, por exemplo um fluxo de fótons atravessando uma fibra óptica , ou pelo ar, permitindo que as pessoas leiam este texto. Ou, de fato, a miríade de sinais neurais que saltam pelo cérebro ao fazê-lo.

Isso vale até mesmo para o teletransporte quântico , que, "Jornada nas Estrelas" à parte, transfere informações completas sobre um pequeno objeto, permitindo que ele seja reconstituído em outro lugar, de modo que seja indistinguível de qualquer maneira significativa do original, que se desintegra. Este último garante um limite fundamental que impede a cópia perfeita. Notavelmente, a simulação recente de um buraco de minhoca no processador Sycamore do Google é essencialmente um experimento de teletransporte.

Hatim disse: "Aqui está a distinção nítida. Embora a contraportação atinja o objetivo final do teletransporte, ou seja, o transporte desencarnado, ela o faz notavelmente sem nenhum portador de informação detectável viajando."

Os buracos de minhoca foram popularizados pelo filme de grande sucesso "Interestelar", que incluiu o físico e ganhador do Prêmio Nobel Kip Thorne entre sua equipe. Mas eles surgiram pela primeira vez há cerca de um século como soluções peculiares para a equação da gravidade de Einstein, como atalhos no tecido do espaço-tempo. A tarefa definidora de um buraco de minhoca atravessável, no entanto, pode ser claramente abstraída como tornar o espaço atravessável de forma disjunta; em outras palavras, na ausência de qualquer jornada através do espaço observável fora do buraco de minhoca.

A pesquisa pioneira, adequadamente concluída com a trilha sonora de "Interestelar", estabelece uma maneira de realizar essa tarefa.

“Se a contraportação deve ser realizada, um tipo inteiramente novo de computador quântico deve ser construído: um sem troca, onde as partes que se comunicam não trocam partículas”, disse Hatim.

"Em contraste com os computadores quânticos de grande escala que prometem aumentos de velocidade notáveis, que ninguém ainda sabe como construir, a promessa de computadores quânticos livres de troca, mesmo em menor escala, é tornar possíveis tarefas aparentemente impossíveis - como a contraportação. , ao incorporar o espaço de forma fundamental ao lado do tempo."

Os planos estão em andamento, em colaboração com os principais especialistas quânticos do Reino Unido em Bristol, Oxford e York, para construir fisicamente esse buraco de minhoca de outro mundo no laboratório.

“O objetivo em um futuro próximo é construir fisicamente um tal wormwhole no laboratório, que pode então ser usado como um teste para teorias físicas rivais, mesmo aquelas de gravidade quântica”, acrescentou Hatim.

"Este trabalho estará no espírito dos empreendimentos multibilionários que existem para testemunhar novos fenômenos físicos, como o Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) e a Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN), mas em uma fração do recursos. Nossa esperança é fornecer acesso remoto a buracos de minhoca locais para físicos, amadores de física e entusiastas para explorar questões fundamentais sobre o universo, incluindo a existência de dimensões superiores."

Tim Spiller, professor de tecnologias de informação quântica na Universidade de York e diretor do Quantum Communications Hub do Programa Nacional de Tecnologias Quânticas do Reino Unido, disse: "A teoria quântica continua a nos inspirar e nos surpreender. O último trabalho de Hatim sobre contraportação fornece outro exemplo disso, com a vantagem adicional de um caminho para a demonstração experimental."

John Rarity, professor de sistemas de comunicação óptica na Universidade de Bristol, disse: "Experimentamos um mundo clássico que é realmente construído a partir de objetos quânticos. O experimento proposto pode revelar essa natureza quântica subjacente, mostrando que partículas quânticas totalmente separadas podem ser correlacionadas sem nunca Essa correlação à distância pode então ser usada para transportar informações quânticas (qbits) de um local para outro sem que uma partícula tenha que atravessar o espaço, criando o que poderia ser chamado de buraco de minhoca atravessável."