Por que o cara ou coroa não é decidido na sorte? E se for um cara ou coroa quântico? No episódio 6 a gente fala sobre probabilidade. No primeiro bloco, a gente fala sobre por que essas coisas que a gente gosta de chamar de aleatórias, como o cara ou coroa, num certo sentido não são realmente aleatórias. Já no bloco dois, a gente conta um pouquinho mais sobre medições quânticas e por que, essas sim, são aleatórias de verdade. E no bloco 3 a gente fala sobre criptografia e o que ela tem a ver com tudo isso.  

A gente abre o episódio contando sobre experimentos sobre o aprendizado de probabilidade por animais. A gente deixa aqui duas referências para artigos sobre experimentos realizados com pombos:

1. P. Shimp, Probabilistically reinforced choice behavior in pigeons, J Exp Anal Behav. 9(4): 443–455 (1966). 
2. T. Herbranson and J. Schroeder, Are Birds Smarter Than Mathematicians? Pigeons (Columba livia) Perform Optimally on a Version of the Monty Hall Dilemma, J Comp Psychol. 124(1): 1–13 (2010).

 

No bloco 1, a gente fala sobre probabilidade intrínseca e probabilidade aparente, e menciona alguns resultados do matemático Persi Diaconis. O resultado do Diaconis e de colaboradores sobre as probabilidades de um cara-ou-coroa é encontrado no artigo: P. Diaconis, S. Holmes, and R. Montgomery, Dynamical Bias in the Coin Toss, SIAM Review 49, Iss. 2 (2007). O resultado sobre o número de embaralhadas necessário para deixar as cartas de um baralho aleatórias está no artigo: D. Bayer, P. Diaconis, Trailing the Dovetail Shuffle to its Lair, Ann. Appl. Probab. 2(2): 294-313 (1992). Nesse link você encontra a entrevista do Diaconis para o canal do YouTube Numberphile, onde ele fala dos seus resultados sobre embaralhamento de cartas. E aqui você pode ler uma entrevista do Diaconis, para o jornal Português Nascer do Sol, que inspirou boa parte do episódio.

 

No bloco 2, a gente falou sobre como os resultados de medições quânticas são intrinsecamente probabilísticos, já que a ideia de completar a teoria quântica, pelo menos assumindo algumas hipóteses muito naturais, falha. O artigo do trio EPR que levantou a questão sobre o completamento da teoria quântica pode ser encontrado aqui: A. Einstein, B. Podolsky, and N. Rosen, Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?, Phys. Rev. 47, 777 (1935). Outra figura importante nessa discussão, e que acabou ficando de fora do episódio, é o físico norte-irlandês John Bell. Em seu artigo On the Einstein Podolsky Rosen paradox, Phys. Phys. Fiz., 1, 195 (1964), o Bell formalizou a ideia de completamento local e introduziu o que hoje é chamado de Desigualdades de Bell. Essas desigualdades foram cruciais para  a realização de experimentos que demonstram a não-localidade quântica, o que levou ao prêmio Nobel de física de 2022.

 

E, finalmente, no bloco 3, a gente falou de criptografia quântica e como essa é uma tecnologia quântica já está em estágio avançado. A gente deixa aqui referências para algumas implementações de redes de criptografia quântica pelo mundo:

1. Elliott et al., Current status of the DARPA Quantum Network, arXiv:quant-ph/0503058 (2005)
2. Peev et al., The SECOQC quantum key distribution network in Vienna, New J. Phys. 11 075001 (2009)
3. Sasaki et al., Field test of quantum key distribution in the Tokyo QKD Network, Optics Express 19, Issue 11, 10387-10409 (2011)

E aqui você pode ler sobre a primeira videoconferência encriptada usando a quântica, que foi realizada entre a Academia Austríaca de Ciências e a Academia Chinesa de Ciências. 

 

Créditos do episódio:

  

Idealização: Leonardo Guerini e Gláucia Murta

Produção: Gláucia Murta, Leonardo Guerini, Luciane Treulieb, Samara Wobeto e Vitor Zuccolo

Apresentação: Glaucia Murta, Leonardo Guerini e Luciane Treulieb.

Roteiro do episódio: Leonardo Guerini, com contribuições da Gláucia Murta, Luciane Treulieb e Samara Wobeto

Consultoria de roteiro: equipe do podcast Ciência Suja 

Edição de som: Leonardo Guerini

Suporte de gravação: Pablo Ruan

Mixagem: Felipe Barbosa

Música original: Pedro Leal David

Identidade visual e as ilustrações de capa: Augusto Zambonato

Mídias sociais: Milene Eichelberger

Site: Daniel M. De Carli

 

O Q Quântico é produzido dentro de universidades públicas. Contamos com o apoio de diversos funcionários das nossas instituições que contribuíram para que o podcast chegasse ao seu formato final. Agradecemos o apoio financeiro do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e do cluster de excelência “Matter and Light for Quantum Computing” (ML4Q) da Alemanha. E o suporte e infraestrutura da Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf e das rádios da Universidade Federal de Santa Maria.