Física quântica de perto: os alunos descobrem tecnologias fascinantes do futuro!

Física quântica de perto: os alunos descobrem tecnologias fascinantes do futuro!

Em 14 de outubro de 2025, ocorreu o “AcademyDay” na Universidade de Ulm, voltado especificamente para estudantes do ensino médio da região. O evento fez parte da Ulm Quantum Week e do festival quântico “quant.ulm.2025”. Cerca de 120 participantes interessados, entre estudantes e professores especialistas, reuniram-se para mergulhar no fascinante mundo da física quântica.

Os presentes foram recebidos pelo professor Alexander Kubanek, chefe de um grupo de trabalho para sistemas quânticos híbridos. Sua oferta inicial abordou os desafios fundamentais da compreensão da física quântica. Em particular, foi enfatizado que os fenómenos quânticos muitas vezes não são possíveis de observar na vida quotidiana. Os efeitos da mecânica quântica, como o emaranhamento de partículas, foram claramente explicados.

Fundamentos da física quântica

Dr. Michael Gaida explicou a diferença entre a física clássica e a mecânica quântica e conduziu os alunos através de experimentos práticos. Um círculo quântico com cinco estações deu aos participantes a oportunidade de experimentar e compreender diretamente vários fenômenos quânticos. Essas estações incluíam:

• Quantenmechanische Verschränkungseffekte mit einem Kartenspiel namens SuperPosition
• Komplementarität gemäß der Heisenbergs Unschärferelation
• Farbzentren in künstlichen Diamanten, die für die Quantenkommunikation genutzt werden können
• Magnetische Levitation
• Quantenradierer

Além disso, os alunos puderam conhecer peças do “Q-Bus” do Ministério Federal de Pesquisa, Tecnologia e Espaço e participar de um tour pelo laboratório. Eles tiveram que inspecionar configurações experimentais, como aquelas para experimentos ópticos a laser em temperaturas extremamente baixas. Também participaram do evento professores renomados como Joachim Ankerhold e Martin Plenio, que falaram sobre a quântica e suas aplicações na medicina.

O futuro da comunicação quântica

Um tópico pioneiro na pesquisa quântica é a comunicação quântica. Isso usa princípios da mecânica quântica, como emaranhamento quântico e superposição quântica, para transmitir informações de forma quase segura. Um elemento central desta tecnologia é a distribuição quântica de chaves (QKD), que permite a troca segura de dados entre duas partes. As tentativas de escuta clandestina podem ser detectadas imediatamente através de desvios na distribuição estatística. Já existem aplicações comerciais destas tecnologias e os primeiros clientes estão testando sistemas correspondentes.

Os actuais projectos-piloto, como a iniciativa QuNet, estão a demonstrar sucesso inicial ao ligar nós de rede em vários locais de Berlim. Também estão em andamento trabalhos em repetidores quânticos e tecnologia baseada em satélite para permitir a comunicação quântica em longas distâncias. Estas tecnologias poderão ser particularmente importantes para as comunicações governamentais e militares, bem como para transações financeiras seguras.

A investigação no domínio da comunicação quântica oferece, portanto, grandes oportunidades e poderá lançar as bases para uma futura Internet quântica. Como enfatiza Viviana Villafañe, física da Universidade Técnica de Munique, os centros de cores nos diamantes são potencialmente cruciais para o desenvolvimento de infraestruturas de comunicação seguras devido às suas propriedades mecânicas quânticas especiais.

Em resumo, “AcademyDay” na Universidade de Ulm mostra como é importante entusiasmar o público jovem com a investigação quântica e as suas diversas aplicações. Iniciativas como estas são essenciais para inspirar a próxima geração de cientistas, ao mesmo tempo que criam uma compreensão profunda dos desafios e oportunidades neste emocionante campo de investigação.