O emaranhamento significa que dois objetos quânticos compartilham uma descrição combinada, chamada de estado conjunto, em vez de cada um ter sua própria descrição independente. O aspecto surpreendente é que esse estado conjunto pode determinar a relação entre os resultados de suas medições, mesmo quando os objetos estão muito distantes um do outro. Este curso ajudará você a desenvolver uma intuição cotidiana sobre essa ideia por meio de histórias simples; em seguida, mostrará detalhadamente onde a analogia cotidiana deixa de funcionar e por que a versão quântica permanece consistente e passível de teste.
Uma maneira útil de assimilar essa ideia é concentrar-se nos resultados. O emaranhamento trata menos de um fio invisível conectando partículas e mais de uma regra que define quais pares de resultados podem surgir juntos durante uma medição.
Antes de prosseguir, observe uma representação visual que trata o par como uma coisa só e, depois, como duas coisas separadas.
Quando o estado é separável, cada objeto possui seu próprio conjunto de probabilidades, e reuni-los é como combinar dois lançamentos de dados independentes. Quando o estado está emaranhado, o par possui probabilidades que pertencem primeiramente ao conjunto, e não é possível reconstruí-las a partir de duas partes independentes sem perder informações sobre a relação entre elas.
Imagine duas moedas lacradas em duas caixas. Você e um amigo ficam com uma caixa cada um e as abrem mais tarde. Em um cenário clássico, as moedas poderiam ter sido preparadas de antemão para sempre coincidirem ou sempre divergirem antes mesmo de as caixas serem separadas. Essa explicação baseia-se em propriedades ocultas e já definidas.
O emaranhamento replica esse padrão de correspondência, mas altera o momento em que um resultado definido passa a existir. Ainda se observam fortes correlações, mas não se pode considerar que cada moeda carregava sua própria face definida desde o início. O par comporta-se como se houvesse uma regra compartilhada para os resultados conjuntos, e os resultados individuais só se tornam definidos no momento da medição.
Para comparar esses dois cenários lado a lado, consulte a comparação a seguir.
Mudança fundamental A correlação clássica pode advir de valores predefinidos. O emaranhamento é uma correlação que não pode ser explicada por valores predefinidos para cada parte.
Uma medição é uma interação que produz um resultado único, definido e registrado — como o clique de um detector ou um ponto luminoso em uma tela. Antes da medição, o estado conjunto atribui probabilidades a possíveis resultados conjuntos. Após a medição, obtém-se um resultado efetivo, e a descrição utilizada a partir de então é atualizada para refletir esse resultado.
É por isso que o ato de observar é importante na física quântica. Observar não diz respeito a uma mente humana; trata-se de o sistema ficar vinculado a um registro macroscópico, de modo que um resultado específico possa ser usado de forma consistente para prever o que acontecerá em seguida.
Experimente alterar o momento em que a medição ocorre e observe como a probabilidade se transforma em um resultado registrado.