Construir uma estação de transmissão quântica prática é impossível

Compartilhar informações quânticas da mesma forma que transmitir programas de televisão ou rádio pode ser impraticável, mesmo com esquemas matemáticos que contornam as limitações impostas pela física quântica.

Há muito se sabe que as máquinas copiadoras quânticas não podem existir porque as leis da física quântica proíbem a cópia de qualquer informação quântica, conhecida como teorema da não cópia. Mas então os físicos começaram a considerar se cópias de informação quântica poderiam ser distribuídas (ou transmitidas) para muitos receptores, evitando ao mesmo tempo a violação desta lei.

Para fazer isso, os pesquisadores devem permitir que as cópias quânticas sejam ligeiramente diferentes e adicionar novas etapas de processamento de informações na extremidade receptora. agora, Liu Zhenhuan Professores da Universidade Tsinghua, na China, demonstraram que estes planos podem ser proibitivamente irrealistas.

“Não existe ‘Ctrl+C’ no mundo quântico”, diz Liu. “Se você deseja enviar informações quânticas para vários destinatários, não existem atalhos eficientes. Basta ter cópias suficientes e enviá-las para cada um.”

Os pesquisadores se concentraram em um protocolo proposto anteriormente para “transmissão quântica virtual”. Este protocolo manipula informações de forma que diferentes estados sejam correlacionados entre si, mas não sejam réplicas físicas diretas um do outro. Neste caso, a mensagem entregue a cada destinatário não é uma cópia exata, mas as cópias partilham propriedades suficientes para serem úteis. Isto é semelhante a uma situação em que uma rede de televisão transmite simultaneamente novelas ligeiramente diferentes para cada agregado familiar, mas a história permanece a mesma, em média. Este protocolo certamente funciona, mas os membros da equipe dizem Liu Xiang Jing Pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura queriam saber se era eficiente.

Eles quantificaram quanto esforço um destinatário tem que fazer para que a informação que chega até ele seja útil, mesmo que não seja a mesma. Esta análise matemática levou-os a concluir que a transmissão quântica prática pode não existir.

Embora contra-intuitivo, os membros da equipe dizem que esta versão aprimorada da abordagem de transmissão quântica ainda seria semelhante ao envio de um texto em grupo, onde todos recebem a mensagem de uma vez, e exigiria mais recursos do que técnicas como escrever cartas individuais para todos os destinatários do zero. Yun Long Xiao Na Agência de Ciência, Tecnologia e Pesquisa de Cingapura.

“Acho que é definitivamente uma abordagem errada considerar a transmissão quântica virtual se o seu único objetivo é simplesmente distribuir estados quânticos para locais diferentes”, diz ele. seok hyung-ri no Instituto Ulsan de Ciência e Tecnologia, Coreia do Sul. Ele diz que o protocolo sempre foi concebido como uma exploração das restrições fundamentais do processo na teoria da informação quântica, ao invés de uma receita prática para a comunicação quântica.

Paulo Perinotti O professor da Universidade de Pavia, na Itália, disse que embora o trabalho da equipe seja um esforço matemático digno, ele acredita que é improvável que tenha um impacto imediato na tecnologia quântica.

No futuro, os pesquisadores também estão interessados ​​nas lições teóricas que podem ser tiradas da análise atual. Poderia nos ajudar a entender quais correlações podem ser toleradas e manipuladas entre estados quânticos distribuídos no espaço ou transmitidos um após o outro no tempo. Xianjing Liu diz que esta pesquisa pode fazer parte de uma nova estrutura para a compreensão dos processos quânticos, que não separa tempo e espaço mais do que as abordagens tradicionais.