Star Trek vs. física quântica: uma das tecnologias mais famosas da ficção científica pode não ser necessária

Qualquer pessoa que já tenha se aprofundado no tema do teletransporte em Star Trek se deparará rapidamente com uma série de termos aparentemente técnicos: escaneamento de alvo e aquisição de coordenadas, liberação de energia e desmaterialização, compensação Doppler, fluxo de matéria, bobinas de conversão de fase, buffers de padrão, biofiltros, matrizes de emissores e muito mais.

Basicamente, você simplesmente desaparece em um lugar e reaparece em outro segundos depois.

É óbvio que isso requer o processamento de quantidades enormes de dados, já que um ser humano é composto por aproximadamente 7 x 10^27 átomos – ou seja, sete quatrilhões de átomos. Se o teletransportador fosse capaz de registrar cada um deles, juntamente com sua posição, movimento e outras propriedades, o conjunto de dados resultante seria impressionante.

Imagine que cada átomo exigisse 300 bits; isso equivaleria a aproximadamente 262,5 trilhões de gigabytes.

No entanto, não é tão simples, porque em Star Trek, um problema físico fundamental precisa ser superado.

Star Trek inventa uma solução para o problema de Heisenberg

O princípio da incerteza de Heisenberg representa uma limitação fundamental: a posição e o momento de uma partícula, como um elétron, não podem ser determinados simultaneamente com precisão arbitrária.

Isso representa um problema para o sistema de teletransporte em Star Trek, porque ele precisa, dentro de sua própria lógica, capturar completamente uma pessoa e remontá-la partícula por partícula.

A solução é chamada de compensador de Heisenberg, mas ninguém sabe como ele funciona. Quando o consultor de Star Trek, Michael Okuda, foi questionado sobre isso em 1994, ele respondeu: "Funciona muito bem, obrigado."

No entanto, um teletransportador real pode nem precisar contornar o princípio da incerteza.

Verdadeiro teletransporte quântico funciona de maneira diferente

O teletransporte quântico realmente funciona. Quando o austríaco Anton Zeilinger, juntamente com dois colegas, recebeu o Prêmio Nobel de Física em 2022 por seu trabalho inovador em informação quântica, entre outras coisas, o Comitê Nobel destacou especificamente Zeilinger porque ele e seu grupo de pesquisa demonstraram o teletransporte quântico.

No entanto, o teletransporte quântico funciona de maneira bem diferente do teletransporte em Star Trek. Na verdade, não se envia matéria; em vez disso, o estado quântico de um sistema é transferido. Isso requer emaranhamento, medição e informação clássica.

O estado desconhecido nem precisa ser completamente determinado e registrado em um "arquivo". Isso significa que não é preciso conhecer todas as propriedades de uma partícula e, portanto, não é necessário superar o princípio da incerteza.

Portanto, um transportador que funciona com base no princípio do teletransporte quântico real não precisaria contornar o princípio da incerteza.

Um ser humano não é um qubit

Até agora, os físicos "só" conseguem transferir estados quânticos de sistemas pequenos, como fótons, átomos, íons e qubits artificiais. A matéria em si não desaparece no processo, nem reaparece em outro lugar. Além disso, existe o chamado teorema da não-clonagem, que simplesmente afirma que qualquer estado quântico desconhecido não pode ser perfeitamente copiado.

Portanto, o teletransporte quântico não cria simplesmente uma segunda versão idêntica enquanto a original permanece. O estado original não é preservado.

Embora a introdução mencione uma quantidade relativamente precisa de dados, a questão da quantidade real é muito menos clara do que os números sugerem.

Ninguém ainda sabe em que nível um hipotético teletransportador humano teria que operar. Porque, em termos de metabolismo da matéria, nossos corpos estão constantemente substituindo átomos e moléculas — e não perdemos nossa identidade nesse processo. Portanto, é concebível que nem todos os elétrons precisem ser perfeitamente reconstruídos. Estruturas biológicas e informações sobre o estado do cérebro podem ser muito mais cruciais.

Mas isso é, em última análise, pura especulação.

No fim, resta outro problema

A questão da quantidade de dados não pode ser respondida de forma confiável; depende do que um transportador precisaria receber.

Nesse ponto, a física se torna uma questão de identidade.

Vamos supor que tivéssemos um teletransportador funcional que desmontasse o original e o remontasse no destino em um ser humano com as mesmas características físicas e memórias, que inclusive estaria convencido de que acabou de ser teletransportado.

Imagem | Star Trek