No tempo quântico, você não precisará esperar o tempo passar

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/09/2019

Imagine duas naves, uma querendo destruir a outra. Vencerá aquela que puder entrar no fluxo quântico do tempo, destruindo a outra mesmo se ambas atirarem no mesmo instante exato da nossa sequência temporal normal.
[Imagem: Magdalena Zych/Igor Pikovski]

Tempo quântico

Físicos afirmam ter demonstrado a existência de "um novo tipo de ordem quântica do tempo".

A constatação surgiu de um experimento projetado para reunir elementos das duas grandes - mas contraditórias - teorias da física desenvolvidas no século passado: a relatividade e a mecânica quântica.

O experimento proposto combina os elementos-chave das duas teorias que descrevem o fluxo do tempo, e revela que a ordem temporal entre os eventos pode apresentar características quânticas genuínas, algo que é muito diferente da experiência da passagem contínua do tempo que experimentamos.

"Nossa proposta procurava descobrir: O que acontece quando um objeto maciço o suficiente para influenciar o fluxo do tempo é colocado em um estado quântico?" descreve Magdalena Zych, da Universidade de Queensland, na Austrália.

Não são apenas os referenciais temporais que mudam - o tempo não flui continuamente do ponto de vista da mecânica quântica.
[Imagem: Magdalena Zych et al. - 10.1038/s41467-019-11579-x]

Fluxo quântico do tempo

A teoria de Einstein descreve como a presença de um objeto maciço retarda a passagem do tempo.

"Imagine duas naves espaciais, que devem disparar uma contra a outra em um momento específico, enquanto evitam o ataque da outra. Se uma delas disparar muito cedo, ela destruirá a outra. Na teoria de Einstein, um inimigo poderoso poderia usar os princípios da relatividade geral, colocando um objeto maciço - como um planeta - mais próximo de uma das naves para retardar o passar do tempo [do ponto de vista desta nave]. Por causa do retardo temporal, a nave mais distante do objeto massivo dispararia mais cedo, destruindo a outra," ilustra Zych.

A segunda teoria, a mecânica quântica, diz que qualquer objeto pode estar em um estado de "superposição".

"Isso significa que ele pode ser encontrado em diferentes estados - pense no gato de Schrodinger", exemplifica a pesquisadora. Ou seja, usando a teoria da mecânica quântica, se o inimigo colocar o planeta em um estado de superposição quântica, o tempo também deverá sofrer um desarranjo.

Assim, quando um objeto maciço for colocado em uma superposição quântica nas proximidades de um conjunto de relógios, sua ordem temporal poderá se tornar genuinamente quântica, desafiando qualquer descrição clássica.

"Haveria uma nova maneira de a ordem dos eventos se desenrolar, com nenhum dos eventos sendo o primeiro ou o segundo - mas em um estado quântico genuíno de ser simultaneamente o primeiro e o segundo," disse Zych. É por isso que reverter causa e efeito não será problema para os computadores quânticos, por exemplo.

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Como o futuro pode afetar o passado nesse reino quântico, a viagem no tempo pode ser possível.
[Imagem: Cortesia Shutterstock/Sam72]

Tempo quântico

Embora colocar dois planetas em superposição provavelmente nunca será possível, o "experimento" - é tudo matemático - permitiu realizar uma simulação de como o tempo funciona no mundo quântico - sem usar a gravidade -, mostrando que o "tempo quântico" pode ser tão bizarro quanto os demais fenômenos na escala das partículas atômicas.

Isso pode ser relevante para futuras tecnologias. Computadores quânticos que tirem proveito dessa "ordem temporal quântica" para executar operações poderão superar os dispositivos que operem usando apenas sequências fixas.

E implementações práticas da ordem temporal quântica não requerem condições extremas - como planetas em superposição - e podem ser simuladas sem o uso da gravidade. Ou seja, esta descoberta de propriedades quânticas do tempo pode levar a melhores equipamentos na era emergente da computação quântica.

"Mesmo que o experimento nunca possa ser realizado, o estudo é relevante para tecnologias futuras. Atualmente, estamos trabalhando em direção a computadores quânticos que - falando de maneira muito simples - poderiam efetivamente pular no tempo para executar suas operações com muito mais eficiência do que os aparelhos que operam em uma sequência fixa no tempo, como o conhecemos em nosso mundo 'normal'," disse o professor Fabio Costa, membro da equipe.

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Bibliografia:

Artigo: Bell’s theorem for temporal order
Autores: Magdalena Zych, Fabio Costa, Igor Pikovski, Caslav Brukner
Revista: Nature Communications
Vol.: 10, Article number: 3772
DOI: 10.1038/s41467-019-11579-x