Entrelaçamento

Entrelaçamento é uma propriedade de estados quânticos de sistemas compostos em que o estado global não pode ser descrito apenas pela soma dos estados de seus componentes. Nesse regime, as propriedades de cada subsistema não são independentes e medições em um subsistema produzem resultados correlacionados com medições no outro, independentemente da distância entre eles.

Historicamente, o entrelaçamento foi destacado por Einstein, Podolsky e Rosen em 1935 para discutir a completude da mecânica quântica. Schrödinger chamou a atenção para esse fenômeno, descrevendo-o como a característica mais marcante da teoria. Em 1964, Bell formulou desigualdades que permitem testar a noção de realismo local; experimentos subsequentes violaram essas desigualdades, apoiando a natureza não local das correlacões quânticas.

Um exemplo clássico é o estado de Bell de dois qubits, como o estado (|01> − |10>)/√2, cujas medições de spin ou polarização exibem correlações fortes que não podem ser explicadas por variáveis ocultas locais.

A geração de pares entrelaçados ocorre com frequência pela descida paramétrica espontânea (SPDC) de fotões, bem como por íons aprisionados ou qubits supercondutores. A detecção envolve técnicas de tomografia de estado e medições em bases apropriadas; a violação de desigualdades de Bell em experimentos empíricos valida o entrelaçamento.

Entre as aplicações estão a computação quântica, a criptografia quântica baseada em entrelaçamento (p. ex., protocolo E91) e a teleportação quântica, que permite a transferência de estado quântico entre locais distantes mediante entrelaçamento pré-estabelecido.

Observa-se a fragilidade do entrelaçamento diante da decoerência e de ruídos. Embora não permita comunicação mais rápida que a luz, ele facilita protocolos de redes quânticas e o uso de repeaters para distribuir entrelaçamento a grandes distâncias.