Em 2024, um estado quântico da luz foi teletransportado com sucesso por mais de 30 quilômetros de cabo de fibra óptica em meio a um intenso tráfego de dados na internet, em uma façanha de engenharia que antes era considerada impossível. Essa demonstração impressionante, realizada por pesquisadores, não permitirá que você se teletransporte para o trabalho para evitar o trânsito da manhã nem baixe vídeos de gatos mais rapidamente. No entanto, a capacidade de teletransportar estados quânticos através de infraestruturas já existentes representa um avanço monumental rumo à criação de uma rede de computação conectada por meios quânticos, à criptografia aprimorada e ao desenvolvimento de métodos poderosos de detecção.
Segundo Prem Kumar, engenheiro de computação e líder do estudo, o feito é extremamente empolgante porque ninguém acreditava ser possível. O trabalho mostra um caminho para que redes quânticas e clássicas compartilhem uma infraestrutura unificada de fibra óptica, abrindo as portas para elevar as comunicações quânticas a um novo patamar.
Com certa semelhança aos sistemas de transporte da ficção científica que fazem passageiros desaparecerem e reaparecerem instantaneamente em outro lugar, a teletransmissão quântica envolve transferir as possibilidades quânticas de um objeto em determinado ponto para outro, forçando um objeto similar a assumir exatamente o mesmo conjunto de possibilidades. A medição dos dois objetos sela seus estados simultaneamente, mas o processo de entrelaçamento quântico ainda exige o envio de uma onda única de informação entre os dois pontos no espaço.
Como algodão-doce sob uma chuva de primavera, o estado quântico de qualquer objeto é uma névoa delicada de possibilidades, prestes a se desfazer em realidade pouco depois de ser criado. Ondas eletromagnéticas e a agitação térmica das partículas em movimento dissolvem rapidamente esse estado frágil, num processo conhecido como decoerência, a menos que haja algum tipo de proteção. Conservar estados quânticos dentro de computadores já é um desafio. Transportar um único fóton por fibras ópticas repletas de transações bancárias, vídeos de animais e mensagens de texto, preservando sua integridade quântica, é ainda mais difícil — como lançar algodão-doce no rio Mississippi e esperar que ele ainda tenha sabor no final do percurso.
Para preservar o delicado estado quântico de seu fóton em meio a uma corrente de tráfego de internet de 400 gigabits por segundo, a equipe de pesquisadores adotou uma série de técnicas para restringir o canal do fóton e reduzir as chances de que ele se dispersasse ou se misturasse com outras ondas. Segundo Kumar, o grupo estudou cuidadosamente os mecanismos de dispersão da luz e posicionou os fótons em um ponto estratégico, onde esses efeitos são minimizados. Isso permitiu que realizassem a comunicação quântica sem interferência dos canais clássicos que estavam ativos ao mesmo tempo.
Embora outros grupos de pesquisa já tivessem conseguido transmitir informações quânticas ao lado de dados clássicos em simulações de tráfego na internet, a equipe de Kumar foi a primeira a teletransportar um estado quântico real em meio a um fluxo ativo da rede. Cada experimento realizado reforça a ideia de que a internet quântica é inevitável, oferecendo aos engenheiros de computação um novo conjunto de ferramentas para medir, monitorar, criptografar e calcular o mundo de maneiras sem precedentes — e tudo isso sem a necessidade de reinventar a internet.
Segundo Kumar, a teletransmissão quântica tem o potencial de oferecer conectividade segura entre pontos geograficamente distantes. Embora muitos acreditassem que seria inviável construir uma infraestrutura especializada para enviar partículas de luz, o estudo demonstra que, ao escolher adequadamente os comprimentos de onda, não será necessário criar uma rede nova. As comunicações clássicas e quânticas podem coexistir na mesma infraestrutura.