Ignorância quântica: conhecer as partes não garante o conhecimento do todo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/08/2011

O professor Coruja sabe que Joãozinho não sabe tudo sobre o E mas, em um mundo quântico, não consegue desmascarar sua ignorância.
[Imagem: Vidick et al.]

O todo e as partes

Há séculos, os métodos indutivo e dedutivo têm permitido que os cientistas caminhem do todo para as partes, e das partes para o todo, aprimorando o conhecimento do mundo natural a cada passo dado nessas caminhadas.

Essa aquisição de conhecimento é possível porque há uma estreita ligação entre o conhecimento do todo e o conhecimento das partes - quanto mais partes você conhece, mais entende do todo, e, quanto mais você entende o todo, maior compreensão tem de cada uma de suas partes.

Mas a esquisita teoria quântica garante que nada é garantido: o mundo quântico, ao contrário do mundo clássico, permite que você responda questões corretamente mesmo quando você não tem toda a informação que precisaria ter.

É isso que garantem Thomas Vidick e Stephanie Wehner, da Universidade Nacional de Cingapura.

Ignorância clássica

Se você não entende nada de mecânica quântica, não se preocupe: o celebrado físico Richard Feynman dizia que ninguém entende a mecânica quântica.

Você apenas precisa saber que os dois físicos usaram a teoria quântica para demonstrar que é possível responder corretamente a praticamente qualquer questão sobre as partes de um sistema sem precisar conhecer o sistema inteiro.

Ou, invertida a proposição, que o conhecimento do todo não garante que você conseguirá responder tudo sobre suas partes.

Imagine, por exemplo, que um aluno chega para um exame tendo lido apenas metade do livro que lhe ensinaria a matéria.

O aluno tem um conhecimento incompleto sobre o todo - o livro - e terá que responder questões sobre suas partes - os assuntos contidos em suas páginas.

O senso comum diria que o aluno será rapidamente desmascarado, tão logo ele chegue nas questões cujas respostas estão nas páginas que ele não leu.

E, no mundo clássico, isso sempre foi e continuará sendo assim.

A teoria quântica, porém, não concorda com esse senso comum, e afirma que o aluno poderá se sair muito bem no teste - ele poderá até mesmo tirar um 10 - se, em vez das informações clássicas de um livro clássico, estivermos lidando com informações quânticas.

"Nós observamos esse efeito, mas de fato ainda não entendemos de onde ele surge," admite a Dra. Stephanie Wehner.
[Imagem: CQT]

Ignorância quântica

No caso das informações quânticas, não há como saber qual informação o aluno não detém - nem mesmo se o professor ficar sabendo de antemão qual parte do livro o aluno leu.

Ou seja, a chamada ignorância quântica estará preservada, e o aluno jamais será desmascarado.

"Nós observamos esse efeito, mas de fato ainda não entendemos de onde ele surge," admite Wehner, acrescentando que, conceitualmente, é algo muito esquisito e, uma vez mais, provando que Richard Feynman tinha razão.

E não espere por explicações mais claras mais tarde, porque uma compreensão intuitiva dos fenômenos quânticos parece ser algo inatingível.

Essa impossibilidade de desmascarar uma ignorância quântica parece ter vindo para se somar a uma série de outros fenômenos quânticos, impossíveis de se curvarem a uma explicação mecanicista tradicional.

Intuição quântica

"Uma questão central do nosso entendimento do mundo físico é o quão nosso conhecimento do todo se relaciona com o nosso conhecimento das partes individuais," descrevem os pesquisadores.

Ou, ao inverso, o quanto nossa ignorância sobre o todo impede o conhecimento de ao menos uma das suas partes.

"Baseando-nos puramente na intuição clássica, certamente estaríamos inclinados a conjecturar que uma forte ignorância do todo não pode vir sem uma significativa ignorância de ao menos uma de suas partes.

"Curiosamente, entretanto, essa conjectura é falsa na teoria quântica: nós fornecemos um exemplo explícito onde uma grande ignorância do todo pode coexistir com um conhecimento quase perfeito de cada uma de suas partes," concluem.

Segundo eles, além das implicações teóricas, ainda não totalmente compreendidas, a descoberta pode ter sérias implicações para as pesquisas em criptografia quântica, que pretende criar meios de codificar informações à prova de qualquer ataque.

A Dra. Wehner foi uma das autoras da descoberta surpreendente, feita há menos de um ano, de uma relação entre a chamada ação fantasmagórica à distância e o Princípio da Incerteza de Heisenberg.

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