Mecânica quântica desafia relações clássicas de causa e efeito

As relações de causa e efeito são um dos principais alicerces da física clássica. São elas que permitem uma compreensão do mundo que se manifesta em nosso dia a dia e, apoiadas por estratégias experimentais inteligentes, podem ser identificadas em meio a correlações espúrias.

O mundo quântico, contudo, parece existir sob outras regras. Já foi demonstrado que a mecânica quântica tem um caráter não local. Essa conclusão, viabilizada pelo famoso teorema de Bell, já abalava noções clássicas de causa e efeito.

Agora, contudo, um trabalho feito em parceria por físicos brasileiros e italianos aprofunda essa investigação e identifica que é ainda mais complicado extrair relações causais num contexto quântico. Aparentemente, quando estados quânticos estão emaranhados, testes que classicamente funcionam para estabelecer relações de causa e efeito deixam de funcionar.

"O primeiro resultado que a gente mostrou é que efeitos quânticos podem levar a uma superestimação da quantidade de causalidade, no sentido de que, se a gente usar uma teoria clássica, a gente pode concluir que dois eventos têm uma causalidade positiva entre eles, enquanto, usando o fato de que os efeitos são quânticos, essa causalidade pode ser zero, ser nula", explica Rafael Chaves, pesquisador do Instituto Internacional de Física da UFRN (Universidade Federal do Rio Grande do Norte) e primeiro autor do trabalho, publicado em 11 de dezembro de 2017 na "Nature Physics".

"O segundo resultado importante foi que a gente mostrou que testes que são bastante importantes para a gente quantificar a qualidade de nossas variáveis instrumentais podem ser violados em estados quânticos emaranhados", prossegue Chaves. "Uma consequência direta desse resultado é que ele implica uma nova forma de não classicalidade que é mais forte que as outras formas que eram conhecidas até então. E é mais forte em particular do que a não localidade quântica que é implicada pelo famoso teorema de Bell."

O trabalho, que contou também com a participação de Leandro Aolita, do Instituto de Física da UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), e de um quinteto da Universidade Sapienza de Roma, na Itália, realizou experimentos fotônicos para demonstrar a violação identificada teoricamente.

Além de suas implicações de caráter fundamental, a pesquisa também pode ter aplicações práticas, segundo os autores. "A gente acredita e tem trabalhado bastante nisso para que esses resultados possam ter aplicação no processamento de informação, dentro do contexto de informação quântica, em particular em protocolos de criptografia", diz Chaves.

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Por Sociedade Brasileira de Física
Fonte: http://www.sbfisica.org.br/v1/home/index.php/pt/destaque-em-fisica/695-mecanica-quantica-desafia-relacoes-classicas-de-causa-e-efeito