A medição muda tudo
Aula 3 de 23 do curso “Quântica”. Grátis, com animações e teste.
A medição dá uma resposta
Antes da medição, uma partícula tem amplitudes para resultados diferentes. Na medição sai exatamente um resultado, ao acaso, com chance “amplitude ao quadrado”. E o principal: depois disso o estado muda. Se deu 0, a partícula agora é só 0, e medir de novo dá 0 de novo. As amplitudes das outras opções sumiram. Os físicos chamam isso de colapso. Para os qubits significa: o cálculo tem de ser montado para que a resposta certa saia quase sempre.
Aleatoriedade que não dá para hackear
Os números aleatórios de um computador comum saem de uma fórmula. Sabendo o número inicial, você repete a cadeia inteira. Por isso são chamados de pseudoaleatórios. A medição quântica dá aleatoriedade sem fórmula: ninguém sabe o resultado, nem a natureza de antemão. Em 2020 a Samsung lançou o Galaxy A Quantum com um gerador quântico de números aleatórios para proteger dados. E em 2025 a Quantinuum e o banco JPMorgan obtiveram num computador quântico números aleatórios com prova matemática de que ninguém os falsificou.
Teste em casa: óculos e uma tela
Óculos polarizados só deixam passar a luz que vibra numa direção. Muitas telas, principalmente LCD, emitem exatamente essa luz. Coloque os óculos e incline a cabeça: em certo ângulo a tela escurece. Agora o truque dos físicos. Dois filtros cruzados não deixam passar nada. Coloque um terceiro no meio a 45°, e a luz volta a passar, cerca de 12,5%. Um filtro a mais acrescentou luz! Cada filtro é uma medição, e ela muda o estado da luz.
O mundo espia o tempo todo
Não são só os aparelhos que medem. Uma molécula de ar, o calor, um fóton perdido: cada toque deixa no mundo um rastro do estado da partícula. Isso é a decoerência: o quântico vaza para fora. Em temperatura ambiente, um qubit perde isso quase na hora. Por isso os chips supercondutores do Google e da IBM funcionam em geladeiras a centésimos de grau acima do zero absoluto. Isso é cerca de −273,14 °C, umas 200 vezes mais frio que o espaço aberto.
O gato de Schrödinger é uma piada
Em 1935, Erwin Schrödinger inventou um gato numa caixa “vivo e morto ao mesmo tempo” para mostrar como a teoria quântica soa absurda no mundo das coisas grandes. Um gato real é quente e enorme; a decoerência agiria na hora. Mesmo assim, os físicos correm atrás de recordes. Em 2023, na ETH de Zurique, um cristal de 16 microgramas, como um grão de areia, foi colocado em superposição de duas vibrações. Ninguém achou ainda o limite do mundo quântico.
Teste-se
- Mediram um qubit e deu 0. O que uma segunda medição logo depois vai dar?
Resposta certa: 0 de novo. Depois da medição, as amplitudes das outras opções sumiram. O qubit agora é só 0, então repetir dá 0. - Por que os qubits ficam perto do zero absoluto?
Resposta certa: O calor “mede” o qubit e apaga o quântico. As vibrações térmicas e fótons perdidos tocam o qubit o tempo todo. Cada toque é um vazamento de informação, ou seja, decoerência. O frio a desacelera muito. - O que acontece com a luz no experimento dos três filtros?
Resposta certa: Parte da luz volta a passar. O filtro do meio “mede” a luz a 45° e muda o estado dela. Depois dele, a luz tem chance de passar o último filtro: no fim, cerca de 12,5%.