Fótons emaranhados são na forma Yin-Yang?

9 de março, 2025 às 12:07 | Postado em Mecânica quântica, Mitos, empulhações, notícias falsas, Óptica

Recentemente foi publicado que dois fótons emaranhados tem a forma do símbolo Yin-Yang.  Esta informação é correta?

Em 2023 um grupo de físicos publicou um artigo na revista Nature Photonics bastante interessante, com o título Interferometric imaging of amplitude and phase of spatial biphoton states, e que foi bem divulgado em jornais e sites não científicos. No entanto, a sua divulgação não ocorreu pelo tema da pesquisa  (de uma forma simples, uma reconstrução de imagens  utilizando a mecânica quântica), mas por uma imagem que foi utilizada como fonte, que apresentamos na figura 1.

Encontramos em alguns textos títulos como  Yin Yang aparece em novo método de visualização de emaranhamento quântico ou  Incrível: imagem mostra dois fótons entrelaçados em forma de “Yin-Yang” quântico, Experimento resultou em uma cena que remete ao símbolo do par de forças que representa a dualidade de tudo que existe no universo e muitos outros textos e vídeos com o mesmo tema: o emaranhamento tem a forma do símbolo de Ying Yang.

Será que o estado emaranhado tem realmente a forma de Ying e Yang?

Inicialmente vamos fazer uma rápida descrição do artigo e a razão do mesmo ser interessante.

Nos últimos anos a chamada Informação Quântica tem apresentado um desenvolvimento excepcional,  e como qualquer sistema de informações, entre as tarefas  importantes podemos listar a de  conseguir produzir, transmitir e reproduzir as informações de forma segura e fidedigna.  No caso da computação quântica, a função de onda nos fornece as informações sobre o sistema, e o grande desafio é como trabalhar com as informações contidas na função de onda. O artigo Interferometric imaging of amplitude and phase of spatial biphoton states apresenta uma proposta muito promissora, utilizando um sistema denominado bifóton, que é um sistema emaranhado de dois fótons, se valendo de uma técnica de interferometria (holografia digital), que comparada com a técnica denominada tomografia quântica, é muito mais rápida. De acordo com os autores a comparação é entre alguns minutos com a técnica apresentada, contra vários dias necessários com a técnica de tomografia quântica.

E o que seria a tomografia quântica?

Inicialmente um objetivo importante em informação quântica é a de determinar a função de onda (o estado) de um sistema (que no caso seriam as informações quânticas utilizadas no processamento).  A técnica de tomografia quântica é análogo  ao da  tomografia usual   uma imagem em três dimensões é reconstruída a partir de um conjunto  de imagens em duas dimensões. No caso da tomografia quântica,   devido às características da mecânica quântica, o número de operações necessárias cresce muito rapidamente, tornando o processo muito lento e sujeito a muitos erros.

No artigo, os autores apresentam uma técnica utilizada em holografia clássica, na qual o padrão de interferência contido em uma imagem nos permite reconstruir o objeto original.  De uma forma simples, a luz proveniente de um objeto (que desejamos estudar) interage  com uma luz de referência, formando o que se denomina interferograma (um padrão de interferência). Analisando este padrão de interferência é possível reconstruir a imagem original.

E qual a relação com o símbolo de Ying-Yang? Os autores utilizaram fótons que foram dispersos por um objeto com forma do símbolo de Ying-Yang.

Portanto  o objeto original é o simbolo de Ying-Yang, sendo natural que a imagem reconstruída seja o símbolo de Ying-Yang! Se os autores tivesse utilizado outro objeto, apareceria outro objeto. Ou seja, não tem nenhuma relação com a imagem do estado emaranhado!