O emaranhamento quântico abrange milhões de átomos em osciladores mecânicos

Editado por: Svitlana Velhush

Nos laboratórios já se criam estados quânticos em que milhões de átomos se comportam como um todo único, contrariando todas as expectativas da física clássica. Novas medidas de «tamanho extensivo» e «tamanho emaranhado» permitem avaliar com precisão a escala dessa coerência e desse emaranhamento em experiências reais com sistemas mecânicos.

Os teóricos Benjamin Yadin, da Universidade de Siegen, na Alemanha, e Matteo Fadel, da Universidade de Pequim e do ETH Zürich, publicaram em 30 de outubro de 2026 na revista Quantum um trabalho em que introduzem duas medidas independentes. A primeira — extensive size — mostra a que distância ou impulso a coerência se mantém relativamente às escalas atómicas. A segunda — entangled size — conta o número mínimo de subsistemas que devem estar emaranhados para explicar os dados observados. Ambas as medidas se baseiam em conceitos rigorosos da teoria quântica da informação e são aplicáveis a resultados experimentais.

Os autores aplicaram as medidas a experiências recentes com osciladores micromecânicos e difração de moléculas. Como resultado, obtiveram limites inferiores de genuine multipartite entanglement — emaranhamento genuíno multipartido — ao nível de 10^5 a 10^7 átomos. Isto significa que, para explicar as figuras de interferência observadas, é necessário considerar emaranhado exatamente esse número de partículas, e não menos.

Imagine uma vulgar grinalda de luzes: se uma lâmpada se apaga, todo o circuito pode apagar-se. Aqui, porém, o emaranhamento liga os átomos de tal modo que o comportamento de todo o sistema depende do estado quântico coletivo, e não das partículas individuais. É precisamente esta propriedade que as novas medidas fixam, permitindo comparar experiências completamente diferentes numa mesma escala.

O trabalho mostra que os sistemas mecânicos atuais já se aproximam de um regime em que os efeitos quânticos se manifestam ao nível macroscópico. Isto abre caminho à verificação de questões fundamentais, incluindo os possíveis limites impostos pela gravidade quântica, e à criação de sensores quânticos e elementos computacionais mais robustos.

Os resultados, publicados na Quantum em 30 de outubro de 2026, fornecem um instrumento claro para avaliar o progresso na mecânica quântica macroscópica e estabelecem novas referências para futuras experiências.

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Fontes

  • Macroscopic quantum coherence and entanglement in mechanical systems

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