Os computadores quânticos ainda são um sonho, mas a era da comunicação quântica está aqui. Um novo experimento realizado Paris demonstrou, pela primeira vez, que a comunicação quântica é superior às formas clássicas de transmitir informações.
Máquinas quânticas (que exploram propriedades quânticas da matéria para codificar informações) são uma grande mudança em potencial para a computação. Mas o progresso tem sido lento. Enquanto os engenheiros trabalham para construir computadores quânticos rudimentares, os cientistas teóricos da computação enfrentaram um obstáculo mais fundamental: eles não conseguiram provar que os computadores clássicos nunca conseguirão executar as tarefas para as quais os computadores quânticos são projetados. No verão passado, por exemplo, um adolescente do Texas provou que um problema há muito tempo pensado para ser rapidamente solucionável apenas em um computador quântico pode ser feito rapidamente em um computador clássico também.
No entanto, no campo da comunicação (e não da computação), os benefícios de uma abordagem quântica são certificáveis. Mais de uma década atrás cientistas da computação provaram que, pelo menos teoricamente, a comunicação quântica supera as formas clássicas de enviar mensagens para certas tarefas.
O novo trabalho realiza uma versão modificada do cenário que Kerenidis e seus colegas imaginaram. A questão abordada no artigo envolve dois usuários, Alice e Bob. Alice tem um conjunto de bolas numeradas. Cada bola é aleatoriamente colorida de vermelho ou azul. Bob quer saber se um determinado par de bolas, escolhido aleatoriamente, tem a mesma cor ou cores diferentes. Alice quer enviar a Bob a menor quantidade de informação possível, enquanto garante que Bob possa responder a sua pergunta.
Esse problema é chamado de “problema de correspondência de amostragem”. Ele tem implicações para a criptografia e a moeda digital, em que os usuários geralmente querem trocar informações sem necessariamente divulgar tudo o que sabem. Também é adequado para demonstrar uma vantagem de comunicação quântica.
Para resolver o problema de correspondência da forma clássica, Alice precisaria enviar a Bob uma quantidade de informações proporcional à raiz quadrada do número de bolas. Mas a natureza não ortodoxa da informação quântica torna possível uma solução mais eficiente.
Essa característica da informação quântica (que carrega o potencial de ser lida de muitas maneiras, mas que pode ser lida apenas de uma maneira) reduz drasticamente a quantidade de informação que precisa ser transmitida para resolver o problema de correspondência de amostragem. Se Alice precisa enviar Bob 100 bits clássicos para garantir que ele possa responder a sua pergunta, ela pode realizar o mesmo objetivo em cerca de 10 qubits, ou bits quânticos.
