- O paradoxo de Fermi sugere que a vastidão do universo deveria conter muitas civilizações capazes de se comunicar, mas que há poucas evidências desses sinais.
- Os esforços atuais de busca por inteligência extraterrestre (SETI) têm se concentrado na detecção de ondas de rádio ou sinais de laser enviados através de distâncias interestelares.
- Um pesquisador sugere que o próximo salto no SETI pode estar na exploração das comunicações quânticas em busca de conversas entre alienígenas.
Tem sido um tema de discussão - e escárnio - desde que Enrico Fermi levantou o assunto durante uma discussão no intervalo do almoço no Laboratório Nacional de Los Alamos em 1950: se o céu está tão cheio, por que está tão silencioso?
Por outras palavras, este paradoxo de Fermi sugere que a vastidão do universo deveria conter muitas, muitas civilizações que são capazes de se comunicar, mas que há pouca evidência desses sinais. Este debate estimulou, pelo menos parcialmente, a busca por inteligência extraterrestre (SETI), que tradicionalmente se concentrou na detecção de ondas de rádio ou sinais de laser enviados através de distâncias interestelares - e, portanto, guiada pelos princípios da comunicação clássica.
No entanto, um estudo recente realizado por um pesquisador canadense sugere que o próximo salto no SETI pode estar no domínio da comunicação quântica. Esta nova abordagem para este enigma de longa data pode não apenas explicar o enigmático paradoxo de Fermi mas também dar um impulso à pesquisa de comunicação quântica, mas – quem sabe? – até mesmo nos colocar no mesmo comprimento de onda de nossos vizinhos extraterrestres.
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Antecedentes da Comunicação Quântica
A comunicação quântica é um campo que explora a transmissão de informações usando bits quânticos ou qubits. Ao contrário dos bits clássicos, que podem ser 0 ou 1, os qubits podem existir em superposições de ambos os estados simultaneamente. Esta propriedade única permite que a comunicação quântica execute certas tarefas que a comunicação clássica não consegue, como criptografia quântica, teletransporte e codificação superdensa.
Em um estudo publicado no ArXiv, Latham Boyle, pesquisador do Higgs Center for Theoretical Physics, Universidade de Edimburgo, Reino Unido, e também do Perimeter Institute for Theoretical Physics no ArXiv, investiga a viabilidade da comunicação quântica interestelar e suas implicações para o SETI.
Boyle argumenta que “qubits de fótons podem manter sua coerência quântica em distâncias interestelares (e até intergalácticas), aumentando a perspectiva de comunicação quântica interestelar.
Este conceito sugere que as civilizações poderiam se comunicar usando sinais quânticos – em vez de sinais clássicos – que por sua vez seriam imperceptíveis para os atuais métodos de monitoramento SETI.
O Desafio da Capacidade Quântica
Uma das razões pelas quais a ciência é tão divertida é que ela dá a oportunidade de desiludir as pessoas da noção de que as coisas podem ser fáceis ou simples. Boyle faz isso em sua avaliação sobre a possibilidade de comunicação quântica através de vastos espaços interestelares.
Para avaliar o potencial de comunicação quântica através de distâncias interestelares, o estudo analisa a capacidade quântica de um canal interestelar. A capacidade quântica é a taxa máxima na qual qubits podem ser transmitidos de forma confiável através de um canal de comunicação. Para que a comunicação quântica seja possível, essa capacidade deve ser maior que zero, segundo o pesquisador.
Boyle descreve critérios específicos que devem ser atendidos para que ocorra a comunicação quântica interestelar:
Restrições de comprimento de onda: Os comprimentos de onda dos fótons devem ser inferiores a 26,5 cm para evitar interferência da radiação cósmica de fundo.
Como explica Boyle, “usando restrições nos canais de despolarização quântica e nas propriedades da radiação de fundo astrofísica difusa, mostramos que, para transmitir com sucesso a informação quântica, os fótons trocados precisam ter certas propriedades”.
Tamanho do Telescópio: Os telescópios envolvidos na comunicação devem ter um diâmetro efetivo muito maior do que os que possuímos atualmente. Boyle ressalta que para uma comunicação eficaz entre a Terra e Proxima Centauri, a estrela mais próxima do nosso sistema solar, os telescópios precisariam ter mais de 100 quilômetros de diâmetro. Para efeito de comparação, o diâmetro da Grande Londres é de aproximadamente 50 quilómetros, portanto um círculo de 100 quilómetros teria cerca de duas vezes o tamanho de Londres. Os maiores telescópios atuais têm apenas cerca de 40 metros de diâmetro.
Estas restrições sublinham os desafios tecnológicos da implementação da comunicação quântica interestelar. Qualquer pessoa presa dia após dia no trânsito durante simples obras rodoviárias provavelmente percebe que a construção de um telescópio de 100 quilómetros está um pouco além das nossas capacidades, mas o estudo sugere que tais avanços poderão um dia ser possíveis.
Uma nova perspectiva sobre o paradoxo de Fermi
Apesar dos impedimentos à comunicação interestelar, Boyle sugere que se as civilizações avançadas conseguirem ultrapassar esses obstáculos e utilizarem a comunicação quântica, os seus sinais seriam indetectáveis com a tecnologia atual que tem vasculhado os céus em busca de sinais de extraterrestres.
Boyle explica que “o sinal deve ser tão direcionado que apenas o telescópio receptor pretendido possa detectar qualquer sinal de comunicação”.
Isto contrasta com a comunicação clássica, onde os sinais são frequentemente transmitidos indiscriminadamente. Como resultado, as civilizações que se comunicam através de canais quânticos podem estar enviando sinais que são efetivamente invisíveis para nós.
Além disso, o estudo aponta que civilizações capazes de comunicação quântica provavelmente teriam os meios para determinar se possuímos a tecnologia necessária para receber os seus sinais.
“Se o emissor tiver um telescópio grande o suficiente para se comunicar quânticamente conosco, ele também terá necessariamente resolução angular suficiente para ver que ainda não temos um telescópio receptor suficientemente grande”, escreve Boyle.
Caminhos e possibilidades futuras
Embora este conceito de comunicação quântica interestelar ainda seja meramente teórico, o estudo abre novas possibilidades para o futuro do SETI. As vantagens potenciais da comunicação quântica, tais como maior segurança e velocidade, tornam-na uma área de investigação atrativa tanto para físicos como para astrónomos.
Uma aplicação intrigante mencionada no estudo é a Interferometria de Linha de Base Astronomicamente Longa. Esta técnica utilizaria a comunicação quântica para ligar telescópios através de distâncias astronómicas, criando uma “resolução angular eficaz” que poderia melhorar enormemente a nossa capacidade de observar objetos distantes no Universo.
O estudo também sugere que os repetidores quânticos, dispositivos que ampliam o alcance da comunicação quântica, poderiam desempenhar um papel crucial no estabelecimento de canais interestelares. Ao colocar estes repetidores em pontos estratégicos ao longo de um caminho de comunicação, a necessidade de telescópios massivos poderia ser reduzida, tornando a comunicação quântica mais viável.
Embora o desejo de fazer piadas sobre “ET Quantum Phone Home” seja irresistível, a exploração do estudo da comunicação quântica interestelar na verdade oferece um desafio instigante e, ao expandir nossa compreensão da comunicação além dos paradigmas clássicos, as ideias do estudo podem ajudar os pesquisadores a desbloquear novos caminhos para detectar inteligência extraterrestre e resolver o paradoxo de Fermi.
Embora os obstáculos tecnológicos sejam significativos, as recompensas potenciais são igualmente substanciais. Como Boyle conclui, “nossa galáxia e universo permitem a comunicação quântica interestelar, mas as restrições acima impõem um limiar tecnológico rigoroso que ainda não atingimos”.
Embora não possamos compartilhar memes com nossos amigos alienígenas por meio de mensagens instantâneas quânticas interestelares tão cedo, o trabalho pode servir de inspiração para fazer melhorias terrestres na agenda de pesquisa em comunicação quântica.
Por exemplo, as restrições propostas para facilitar a comunicação quântica ao longo de vastas distâncias interestelares podem ser assustadoras, mas a investigação desse desafio poderia ajudar a levar os investigadores a explorar os limites da tecnologia dos telescópios, desbloqueando novos métodos para comunicação segura, transferência de dados e computação, aproveitando as propriedades da mecânica quântica.
Livre tradução do artigo A Quantum Solution to The Fermi Paradox? Study Suggests Aliens Could Use Interstellar Quantum Communication Technology to Hide Chats publicado em 08/08/2024 por Matt Swayne no site THE QUANTUM INSIDER disponível em https://thequantuminsider.com/2024/08/08/a-quantum-solution-to-the-fermi-paradox-study-suggests-aliens-could-use-interstellar-quantum-communication-technology-to-hide-chats/
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