"Beam me up" éuma das frases de efeito mais famosas da sanãrie Star Trek. a‰ o comando emitido quando um personagem deseja se teletransportar de um local remoto para a Starship Enterprise.

Embora o teletransporte humano exista apenas na ficção cienta­fica , o teletransporte épossí­vel no mundo subata´mico da meca¢nica qua¢ntica - embora não da maneira normalmente descrita na TV. No mundo qua¢ntico , o teletransporte envolve o transporte de informações, e não o transporte de matéria.

No ano passado, os cientistas confirmaram que as informações podiam ser passadas entre fa³tons em chips de computador, mesmo quando os fa³tons não estavam fisicamente ligados.

Agora, de acordo com novas pesquisas da Universidade de Rochester e da Universidade de Purdue, o teletransporte também pode ser possí­vel entre elanãtrons.

Em um artigo publicado na Nature Communications e outro publicado na Physical Review X , os pesquisadores, incluindo John Nichol, professor assistente de física em Rochester, e Andrew Jordan, professor de física em Rochester, exploram novas maneiras de criar meca¢nica qua¢ntica. interações entre elanãtrons distantes. A pesquisa éum passo importante na melhoria da computação qua¢ntica, que, por sua vez, tem o potencial de revolucionar a tecnologia, a medicina e a ciaªncia, fornecendo processadores e sensores mais rápidos e eficientes.

O teletransporte qua¢ntico éuma demonstração do que Albert Einstein chamou de famosa "ação assustadora a  distância" - também conhecida como entrelaa§amento qua¢ntico . No entrelaa§amento - um dos conceitos ba¡sicos da física qua¢ntica - as propriedades de uma parta­cula afetam as propriedades de outra, mesmo quando aspartículas são separadas por uma grande distância. O teletransporte qua¢ntico envolve duaspartículas distantes emaranhadas, nas quais o estado de uma terceira parta­cula "teleporta" instantaneamente seu estado para as duaspartículas emaranhadas.

O teletransporte qua¢ntico éum meio importante para transmitir informações na computação qua¢ntica. Enquanto um computador ta­pico consiste em bilhaµes de transistores, chamados bits, os computadores qua¢nticos codificam informações em bits qua¢nticos ou qubits. Um bit possui um aºnico valor bina¡rio, que pode ser "0" ou "1", mas os qubits podem ser "0" e "1" ao mesmo tempo. A capacidade de os qubits individuais ocuparem simultaneamente vários estados estãosubjacente ao grande poder potencial dos computadores qua¢nticos.

Os cientistas demonstraram recentemente o teletransporte qua¢ntico usando fa³tons eletromagnanãticos para criar pares de qubits emaranhados remotamente.

Qubits feitos de elanãtrons individuais, no entanto, também são promissores para a transmissão de informações em semicondutores.

"Elanãtrons individuais são qubits promissores porque interagem muito facilmente entre si, e qubits de elanãtrons individuais em semicondutores também são escala¡veis", diz Nichol. "A criação confia¡vel de interações de longa distância entre elanãtrons éessencial para a computação qua¢ntica".

A criação de pares emaranhados de qubits de elanãtrons que abrangem longas distâncias, o que énecessa¡rio para o teletransporte, provou ser um desafio: embora os fa³tons se propaguem naturalmente por longas distâncias, os elanãtrons geralmente ficam confinados em um aºnico local.

Para demonstrar o teletransporte qua¢ntico usando elanãtrons, os pesquisadores utilizaram uma técnica recentemente desenvolvida, baseada nos princa­pios do acoplamento de troca Heisenberg. Um elanãtron individual écomo um a­ma£ de barra com um polo norte e um polo sul que podem apontar para cima ou para baixo. A direção do polo - se o polo norte estãoapontando para cima ou para baixo, por exemplo - éconhecida como momento magnético do elanãtron ou estado de rotação qua¢ntica. Se certos tipos departículas tem o mesmo momento magnanãtico, eles não podem estar no mesmo lugar ao mesmo tempo. Ou seja, dois elanãtrons no mesmo estado qua¢ntico não podem ficar em cima um do outro. Se o fizessem, seus estados se alternariam no tempo.

Os pesquisadores usaram a técnica para distribuir pares emaranhados de elanãtrons e teletransportar seus estados de rotação.

"Na³s fornecemos evidaªncias para 'troca de emaranhamento', na qual criamos emaranhamento entre dois elanãtrons, mesmo que aspartículas nunca interajam, e 'teletransporte de porta qua¢ntica', uma técnica potencialmente útil para computação qua¢ntica usando teletransporte", diz Nichol. "Nosso trabalho mostra que isso pode ser feito mesmo sem fa³tons".

Os resultados abrem o caminho para futuras pesquisas sobre teletransporte qua¢ntico envolvendo estados de spin de toda a matéria, não apenas fa³tons, e fornecem mais evidaªncias para as capacidades surpreendentemente aºteis de elanãtrons individuais em semicondutores de qubit .