Pesquisadores da Universidade de Basileia e do Laboratoire Kastler Brossel (LKB) demonstraram que átomos emaranhados, mesmo separados no espaço, podem funcionar como um único sensor, elevando a precisão das medições a um patamar inédito. Esta inovação na metrologia quântica promete revolucionar campos como relógios atômicos e sensores de gravidade, conforme publicado em 26 de janeiro de 2026.
O emaranhamento quântico, um dos fenômenos mais intrigantes da física, permite que objetos quânticos mantenham conexões fortes independentemente da distância. Confirmado experimentalmente e reconhecido com o Prêmio Nobel de Física em 2022, este efeito abre portas para aplicações práticas surpreendentes, desafiando a compreensão clássica da realidade.
A capacidade de utilizar sistemas quânticos espacialmente separados, mas emaranhados, para medir múltiplas grandezas físicas simultaneamente e com maior exatidão representa um avanço significativo. Este progresso é fundamental para aprimorar tecnologias que dependem de medições extremamente sensíveis.
O poder do emaranhamento para sensores quânticos de precisão
A equipe, liderada por Prof. Dr. Philipp Treutlein da Universidade de Basileia e Prof. Dr. Alice Sinatra do Laboratoire Kastler Brossel, estendeu o conceito de emaranhamento para átomos distribuídos em até três nuvens separadas. Esta configuração permite que os efeitos do emaranhamento atuem à distância, replicando o paradoxo de Einstein-Podolsky-Rosen em um contexto prático.
Para medir a variação espacial de um campo eletromagnético, por exemplo, os pesquisadores emaranharam os spins atômicos dentro de uma única nuvem e, em seguida, a dividiram em três partes que permaneceram emaranhadas. Conforme reportado pela ScienceDaily, essa abordagem reduz a incerteza de medição originada por efeitos quânticos e cancela perturbações que afetam todos os átomos de maneira uniforme.
Segundo Yifan Li, pós-doutorando no grupo de Treutlein, “Até agora, ninguém havia realizado tal medição quântica com nuvens atômicas emaranhadas espacialmente separadas, e a estrutura teórica para essas medições também ainda não estava clara”. Os experimentos confirmaram que é possível determinar a distribuição do campo com precisão superior à obtida sem o emaranhamento à distância.
Aplicações revolucionárias em metrologia
As descobertas abrem caminho para melhorias diretas em instrumentos de precisão existentes. Lex Joosten, estudante de doutorado no grupo de Basileia, destaca que os novos protocolos de medição podem ser aplicados a relógios de rede óptica, nos quais os átomos atuam como “mecanismos de relógio” extremamente precisos.
A técnica pode mitigar erros específicos causados pela distribuição dos átomos dentro da rede, resultando em uma cronometragem mais precisa. A mesma estratégia tem potencial para aprimorar os interferômetros atômicos, utilizados para medir a aceleração gravitacional da Terra e suas variações espaciais, conhecidas como gravímetros.
O uso de átomos emaranhados como sensores distribuídos marca um salto na metrologia quântica. À medida que a pesquisa avança, espera-se que essa tecnologia traga melhorias notáveis para instrumentos de precisão, abrindo caminho para uma nova geração de medições com impacto em diversas áreas da ciência e tecnologia, desde a navegação até a exploração espacial.
