Sumário
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Salvando leitura…
Capítulo 22 · O recado que não viajou

O estado não cabia numa carta

Emaranhamento e teleportação quântica

Lia recebeu um qubit no estado desconhecido |ψ⟩=α|0⟩+β|1⟩. Desconhecido significava que o protocolo deveria funcionar para quaisquer amplitudes, não que a natureza escondesse dela uma etiqueta clássica com α e β impressos.

Ela poderia medir em z e enviar o bit obtido, mas destruiria fase e preservaria apenas um resultado. Fazer tomografia exigiria muitos exemplares igualmente preparados. Com um único qubit, não havia dados clássicos suficientes para reconstruir um ponto arbitrário da esfera.

O Arquivo ofereceu uma caixa de correio chamada teleportação. O nome sugeria transportar matéria sem percurso, porém o protocolo transferia um estado quântico para outro sistema. O suporte original permanecia com Lia e seria medido; nenhum átomo, fóton ou pessoa desapareceria de uma cabine.

Tomás listou os recursos: um par emaranhado previamente compartilhado, uma medição conjunta no laboratório de envio, dois bits clássicos e uma correção local no destino. Retirar qualquer peça impedia a transferência perfeita e determinística do qubit arbitrário.

O emaranhamento podia ter sido distribuído antes, por partículas que viajaram em canais físicos. Essa distribuição exigia tempo, energia e uma rede. O protocolo começava depois que a correlação já estava instalada, como uma chave compartilhada que não continha sozinha a futura mensagem.

A analogia da carta falhava porque α e β nunca eram lidos e copiados para o envelope. O resultado da medida conjunta era apenas um de quatro rótulos, dois bits sem informação suficiente para descrever o estado contínuo isoladamente.

Lia colocou o qubit ao lado de sua metade do par. Para fazer o recado chegar sem conhecê-lo, ela precisaria destruir a versão local e espalhar sua informação entre correlação emaranhada e mensagem clássica.

Fontes desta página

  1. Charles H. Bennett, Gilles Brassard, Claude Crépeau, Richard Jozsa, Asher Peres e William K. Wootters (1993). Teleporting an Unknown Quantum State via Dual Classical and Einstein–Podolsky–Rosen Channels.Physical Review Letters, 70, 1895–1899. Propõe o protocolo de teleportação de um estado desconhecido usando um par emaranhado compartilhado, uma medida conjunta e dois bits clássicos.
  2. William K. Wootters e Wojciech H. Zurek (1982). A Single Quantum Cannot Be Cloned.Nature, 299, 802–803. Demonstra pela linearidade que uma transformação universal não pode produzir cópias perfeitas de um estado quântico arbitrário desconhecido.
  3. Dik Bouwmeester, Jian-Wei Pan, Klaus Mattle, Manfred Eibl, Harald Weinfurter e Anton Zeilinger (1997). Experimental Quantum Teleportation.Nature, 390, 575–579. Demonstra experimentalmente teleportação de polarização com uma entrada fotônica, um par emaranhado, análise de Bell parcial e coincidências de detecção.