No fascinante campo da física quântica, um estudo recente proporcionou uma melhoria inovadora no paradoxo de Hardy, aumentando significativamente a nossa capacidade de usar o realismo local para testar os princípios fundamentais da mecânica quântica. Este desenvolvimento, liderado pelo Professor Chen Jinling da Universidade de Nankai e pelo Professor Chen Kai da Universidade de Ciência e Tecnologia da China e suas equipes, foi publicado recentemente na prestigiada revista Physical Results.
O paradoxo de Hardy é um conceito-chave na mecânica quântica, que tradicionalmente fornece um nítido contraste entre as previsões da mecânica quântica e as teorias locais da realidade, que assumem que as propriedades das partículas existem independentemente da observação. O paradoxo original mostrou que, sob certas condições, a mecânica quântica prevê resultados que não podem ser explicados por qualquer teoria de variáveis ocultas locais – desafiando essencialmente a compreensão clássica da realidade.
A equipe desenvolveu o que chama de “paradoxo de Hardy reformulado”, que não apenas fortalece as afirmações do paradoxo original, mas o faz por meio de requisitos mais simples e maior robustez contra falhas experimentais. Esse aprimoramento vem da extensão do paradoxo para incluir múltiplas medições, aumentando significativamente o valor da violação observada durante experimentos de emaranhamento quântico.
O paradoxo de Hardy reorganizado mostra que quando o emaranhado quântico é levado em conta, os resultados esperados desviam-se significativamente das previsões de qualquer teoria local da realidade. As melhorias observadas nos experimentos mostram um aumento significativo nas observações, desde valores menores na configuração original até níveis mais elevados em cenários envolvendo duas, quatro e seis medições respectivamente.
Uma das principais vantagens da versão reajustada é sua tolerância a erros experimentais, tornando-a uma ferramenta poderosa para testar a não localidade quântica. Esta propriedade é particularmente valiosa porque ajuda a fechar lacunas, como lacunas de detecção, onde a validade de um experimento quântico pode ser questionada devido a partículas não observadas ou ausentes.
O professor Jing-Ling Chen comentou: “Uma versão aprimorada do paradoxo de Hardy poderia levar a protocolos de comunicação quântica mais seguros e ter aplicações potenciais na computação quântica, onde os qubits são manipulados em um nível fundamental”.
O professor Chen Kai acrescentou: “As implicações mais amplas desta pesquisa vão além da física teórica e tocam nas áreas práticas da computação quântica e da criptografia. Ao fornecer um teste mais rigoroso da não localidade quântica, o Hardy Paradox reajustado pode ajudar a desenvolver novas tecnologias que previnem fundamentalmente ataques de hackers que exploram as suposições clássicas de localidade e realismo. “
Estas descobertas não só fornecem novas perspectivas sobre a observação do mundo quântico, mas também abrem caminho para aplicações práticas que exploram as propriedades estranhas e contra-intuitivas dos fenómenos quânticos. À medida que a tecnologia quântica continua a evoluir, os insights deste estudo serão críticos para moldar futuras inovações neste campo.
Referência do diário
Zhao Shuai, Zhou Qing, et al., “Reajustando o Paradoxo de Hardy”, Resultados em Física, 2024. doi: https://doi.org/10.1016/j.rinp.2023.107210
Sobre o autor
Jing Ling Chen Professor de Física na Universidade Nankai. Ele recebeu seu bacharelado (1994), mestrado (1997) e doutorado (2000) pela Universidade Nankai, na China. Ele trabalhou como pós-doutorado no Instituto de Física Aplicada de Pequim de 2000 a 2002, e como pesquisador na Universidade Nacional de Cingapura de 2002 a 2005. Seus interesses de pesquisa são física quântica e informação quântica, especialmente problemas quânticos fundamentais, como paradoxo EPR, emaranhamento quântico, direção EPR, não localidade de Bell e contextualidade quântica. Por suas contribuições às fundações quânticas, ele recebeu o prêmio Paul Ehrenfest de melhor artigo para fundações quânticas (2021). Nos últimos anos, ele fez algumas explorações originais em spin, como propor o potencial do vetor de spin, propor o efeito Aharonov-Bohm do tipo spin, prever ondas de momento angular de spin, etc.
