{"id":8469,"date":"2025-06-17T07:55:15","date_gmt":"2025-06-17T07:55:15","guid":{"rendered":"https:\/\/revistacienciaecultura.org.br\/?p=8469"},"modified":"2025-10-15T13:09:23","modified_gmt":"2025-10-15T13:09:23","slug":"ciencia-quantica-e-exploracao-espacial","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistacienciaecultura.org.br\/?p=8469","title":{"rendered":"Ci\u00eancia qu\u00e2ntica e explora\u00e7\u00e3o espacial"},"content":{"rendered":"

Nova gera\u00e7\u00e3o de tecnologias qu\u00e2nticas deve ampliar conhecimento sobre o espa\u00e7o<\/span><\/h4>\n

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\u201cOnde nenhum homem jamais esteve\u201d \u00e9 a frase que descreve a miss\u00e3o da nave Enterprise na s\u00e9rie de fic\u00e7\u00e3o cient\u00edfica Star Trek<\/em> (1966-1966). A aplica\u00e7\u00e3o das tecnologias qu\u00e2nticas tem o potencial de levar o conhecimento do homem sobre o espa\u00e7o um pouco mais longe. \u201cIsso que estamos fazendo agora, nos comunicando por meio de um aparelho de telefone celular, com tela de cristal l\u00edquido e com processadores em microchips, s\u00f3 \u00e9 poss\u00edvel por causa das chamadas tecnologias qu\u00e2nticas de primeira gera\u00e7\u00e3o. Elas moldam a forma como vivemos hoje\u201d, afirma Marcelo Terra Cunha, professor do Instituto de Matem\u00e1tica, Estat\u00edstica e Computa\u00e7\u00e3o Cient\u00edfica (IMECC) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp<\/a>)<\/strong><\/span>. \u201cAs tecnologias qu\u00e2nticas de segunda gera\u00e7\u00e3o prometem muito mais\u201d, complementa.<\/p>\n

Os investimentos que t\u00eam sido feitos em projetos de ci\u00eancia e de tecnologia qu\u00e2nticas corroboram a opini\u00e3o do pesquisador da Unicamp. Segundo dados da Qureca<\/span><\/a><\/strong>, empresa que monitora projetos e iniciativas na \u00e1rea das ci\u00eancias e tecnologias qu\u00e2nticas, em 2021, esse valor que era estimado em US$ 22,5 bilh\u00f5es, passando para U$ 44,5 em 2025. \u201cEstamos em uma corrida tecnol\u00f3gica, os investimentos em tecnologias qu\u00e2nticas aumentam a cada ano, em um ambiente onde convivem grandes empresas (Microsoft, Google, Amazon, IBM, etc.), iniciativas governamentais ou de conglomerados de pa\u00edses, como a Uni\u00e3o Europeia, al\u00e9m de uma quantidade imensa de startups desenvolvendo uma grande variedade de solu\u00e7\u00f5es que buscam utilizar as vantagens que a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica pode prover a estas novas iniciativas tecnol\u00f3gicas\u201d, ponderaram os pesquisadores do Grupo de Tecnologias Qu\u00e2nticas (QTech)<\/a><\/strong><\/span>, da Universidade Federal do ABC (UFABC)<\/a><\/strong><\/span>, Luciano Cruz, Hans Florez e Breno Marques.<\/p>\n

Em um artigo<\/strong><\/a> <\/span>de 2003 o pesquisador e professor irland\u00eas-americano, Jonathan P. Dowling (1955-2020), conhecido por seu trabalho em\u00a0tecnologia qu\u00e2nticas, juntamente com Gerard James Milburn, um f\u00edsico australiano com pesquisas importantes sobre controle de feedback qu\u00e2ntico,\u00a0afirmaram: \u201cSe a primeira revolu\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica nos deu novas regras que governam a realidade f\u00edsica, a segunda revolu\u00e7\u00e3o vai usar essas regras no desenvolvimento de novas tecnologias\u201d.<\/p>\n

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\u201cEstamos em uma corrida tecnol\u00f3gica, os investimentos em tecnologias qu\u00e2nticas aumentam a cada ano.\u201d<\/em><\/span><\/h4>\n

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Conforme explicaram os pesquisadores do QTech, de fato, estamos vivendo um boom das tecnologias desenvolvidas a partir da primeira revolu\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica: transistores para computadores, manipula\u00e7\u00e3o de spins para caracteriza\u00e7\u00e3o de materiais que permitiu o aprimoramento de f\u00e1rmacos, luz laser para imagens de alta resolu\u00e7\u00e3o, pin\u00e7as \u00f3pticas para t\u00e9cnicas de manipula\u00e7\u00e3o de ADN e n\u00e3o menos importante, laser para comunica\u00e7\u00e3o global por fibra \u00f3tica. \u201cPoder\u00edamos dizer que a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica teve um papel passivo no desenvolvimento desses sistemas\u201d, afirmaram. No entanto, segundo os pesquisadores, a partir do final do s\u00e9culo XX, muito desse desenvolvimento tecnol\u00f3gico permitiu realizar experimentos cada vez mais sofisticados, com um controle muito preciso de v\u00e1rios sistemas qu\u00e2nticos, novamente com potenciais aplica\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas em novos dispositivos. \u201cPodemos dizer que a\u00ed come\u00e7a a segunda revolu\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica\u201d. Tr\u00eas \u00e1reas se destacam nesta nova gera\u00e7\u00e3o de tecnologias baseadas em f\u00edsica qu\u00e2ntica: computa\u00e7\u00e3o, comunica\u00e7\u00e3o e sensores.<\/p>\n

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Os sentidos ultra precisos do universo<\/strong><\/h4>\n

\u201cSensores qu\u00e2nticos\u201d s\u00e3o dispositivos que aproveitam fen\u00f4menos como superposi\u00e7\u00e3o – uma caracter\u00edstica marcante da f\u00edsica qu\u00e2ntica que se refere ao fato de uma part\u00edcula qu\u00e2ntica poder existir em m\u00faltiplos estados simultaneamente \u2013 e o emaranhamento, que ocorre quando duas ou mais part\u00edculas qu\u00e2nticas se entrela\u00e7am, tornando-se interdependentes, de maneira que a medida das propriedades de uma part\u00edcula afeta instantaneamente as propriedades das outra, independentemente da dist\u00e2ncia que as separa, que pode ser at\u00e9 mesmo de anos-luz. Part\u00edculas emaranhadas est\u00e3o, por defini\u00e7\u00e3o, superpostas e seu estado \u00e9 definido a partir da observa\u00e7\u00e3o. (Figura 1)<\/p>\n

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\nFigura 1. Sensor qu\u00e2ntico desenvolvido pelo Ex\u00e9rcito dos EUA em 2020.
\n<\/strong>(Foto: Ex\u00e9rcito dos Estados Unidos. Reprodu\u00e7\u00e3o)<\/h6>\n

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\u201cHoje j\u00e1 temos sensores supercondutores e magnet\u00f4metros at\u00f4micos com alt\u00edssima precis\u00e3o para campos magn\u00e9ticos. Eles permitem medir, por exemplo, os sinais magn\u00e9ticos emitidos pelas nossas neuronas, o que chamou aten\u00e7\u00e3o para aplica\u00e7\u00f5es em diagn\u00f3stico m\u00e9dico, mas tamb\u00e9m em ind\u00fastria e caracteriza\u00e7\u00e3o de materiais. Temos rel\u00f3gios at\u00f4micos, uma refer\u00eancia de alta precis\u00e3o, sem necessidade de calibra\u00e7\u00e3o pr\u00e9via, para controlar o atraso de rel\u00f3gios locais\u201d, mencionaram os pesquisadores do QTech. \u201cAl\u00e9m disso, nuvens de \u00e1tomos resfriados por luz s\u00e3o usados em diferentes configura\u00e7\u00f5es para medir gravidade, acelera\u00e7\u00e3o e rota\u00e7\u00e3o, tendo aplica\u00e7\u00f5es em geolocaliza\u00e7\u00e3o sem GPS, em situa\u00e7\u00f5es de explora\u00e7\u00f5es no subsolo ou em miss\u00f5es espaciais\u201d, complementaram. Um dos projetos do QTech \u00e9 justamente o desenvolvimento de sensores qu\u00e2nticos baseados em meios fot\u00f4nicos neutros em temperatura ambiente.<\/p>\n

Ainda segundo eles, as tecnologias qu\u00e2nticas na \u00e1rea de sensores est\u00e3o focadas em medidas de grandezas f\u00edsicas b\u00e1sicas \u2013 como temperatura, campo magn\u00e9tico, campo el\u00e9trico, etc., e em medidas de acelera\u00e7\u00e3o, gravidade, essas com aplica\u00e7\u00e3o direta nas ind\u00fastrias aeron\u00e1uticas e aeroespaciais. \u201cMuito do que tem sido desenvolvido hoje pode ser adaptado para uso no espa\u00e7o. O maior desafio \u00e9 adaptar esses experimentos grandes e complexos para formatos port\u00e1veis, mais compat\u00edveis com sistemas de usu\u00e1rio, como dispositivos em uma escala de massa e tamanho adequados para transporte para o espa\u00e7o\u201d, salientam os pesquisadores da UFABC.<\/p>\n

Outra linha de pesquisa que ganhou muita aten\u00e7\u00e3o nos \u00faltimos anos \u00e9 a de detec\u00e7\u00e3o de ondas gravitacionais, uma forma de mapear o espa\u00e7o sem a necessidade de detec\u00e7\u00e3o de luz vinda das estrelas, como ocorre na astronomia convencional. Essas iniciativas acontecem no Observat\u00f3rio de Ondas Gravitacionais por Interfer\u00f4metro Laser (LIGO<\/a><\/strong><\/span>, na sigla em ingl\u00eas), capazes de detectar pequenas perturba\u00e7\u00f5es nos seus \u201cbra\u00e7os\u201d devido \u00e0s ondas gravitacionais. Entretanto, segundo o grupo do GTech, na vers\u00e3o atual do experimento, os sinais s\u00e3o muito fracos, de forma s\u00f3 conseguimos detectar eventos muito massivos, como colis\u00f5es de buracos negros. \u201cCom o desenvolvimento de tecnologias qu\u00e2nticas, com mais altas sensitividades, poder\u00edamos ampliar em muito o acesso \u00e0s ondas gravitacionais de menor magnitude e, assim, ter mais uma ferramenta para \u2018vermos\u2019 aquilo que est\u00e1 no espa\u00e7o e n\u00e3o emite luz, mas tem massa. Isso teria implica\u00e7\u00f5es diretas em nosso conhecimento sobre o espa\u00e7o e poderia nos levar a novas considera\u00e7\u00f5es sobre futuras pesquisas espaciais\u201d, apostam.<\/p>\n

\u00a0<\/strong><\/p>\n

Seguran\u00e7a estrat\u00e9gica<\/strong><\/h4>\n

Cerca de metade dos investimentos em tecnologias qu\u00e2nticas est\u00e1 concentrada na China. O pa\u00eds asi\u00e1tico tem feito avan\u00e7os muito significativos na \u00e1rea de comunica\u00e7\u00f5es qu\u00e2nticas. Em particular, o grupo organizado pelo professor Jian-Wei Pan<\/a>, da University of Science and Technology of China<\/span><\/a><\/strong>, estabeleceu uma rede qu\u00e2ntica que excede os 4.600 km de dist\u00e2ncia, indo desde Xinglong (pr\u00f3ximo a Pequim) at\u00e9 Shanghai, usando uma estrutura com n\u00f3s confi\u00e1veis. A extens\u00e3o da rede \u00e9 importante porque a comunica\u00e7\u00e3o por sat\u00e9lites envolve grandes dist\u00e2ncias.<\/p>\n

Lan\u00e7ado em 2016, o sat\u00e9lite Micius faz parte desta iniciativa. \u201cO time chin\u00eas usou o primeiro sat\u00e9lite de comunica\u00e7\u00f5es qu\u00e2nticas da hist\u00f3ria para criar um link em espa\u00e7o livre entre Xinglong e Nanshan, distantes por mais de 2.600 km. Um feito impressionante. Neste caso, o pr\u00f3prio sat\u00e9lite funciona como um n\u00f3 confi\u00e1vel da rede\u201d, explica Rafael Barros, do Instituto de F\u00edsica da Universidade de S\u00e3o Paulo (USP)<\/a><\/strong><\/span>. (Figura 2)<\/p>\n

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\nFigura 2. Sat\u00e9lite Micius
\n<\/strong>(Divulga\u00e7\u00e3o)<\/h6>\n

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Trata-se de um tipo de comunica\u00e7\u00e3o baseada nos fundamentos da teoria qu\u00e2ntica para criar e distribuir chaves a dist\u00e2ncia, onde s\u00f3 parceiros leg\u00edtimos t\u00eam acesso \u00e0 chave, da\u00ed o termo n\u00f3 confi\u00e1vel. \u201cUm passo importante nesse sentido foi dado ainda na d\u00e9cada de 1990, quando o polon\u00eas Artur Ekert, professor na Universidade de Oxford, criou o Protocolo E91, que utiliza emaranhamento qu\u00e2ntico para estabelecer uma chave secreta entre duas partes\u201d, lembrou Cunha.<\/p>\n

E isso \u00e9 fundamental quando falamos de protocolos de seguran\u00e7a de dados e, mais do que isso, estrat\u00e9gico quando se trata, por exemplo, de soberania nacional. Utilizada para proteger informa\u00e7\u00f5es e dados, a criptografia convencional utiliza algoritmos matem\u00e1ticos. J\u00e1 a comunica\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica se aproveita do fen\u00f4meno da superposi\u00e7\u00e3o e do emaranhamento. Como o estado das part\u00edculas qu\u00e2nticas superpostas \u00e9 definido pela sua observa\u00e7\u00e3o, isto \u00e9, quando medimos a propriedade de uma part\u00edcula, esta fun\u00e7\u00e3o entra em colapso, fazendo com que a part\u00edcula adote um estado espec\u00edfico. \u201cDa\u00ed que o fato de \u2018tentar obter uma informa\u00e7\u00e3o\u2019 modifica o estado qu\u00e2ntico que est\u00e1 sendo transmitida, viabilizando o rastreamento da tentativa de invas\u00e3o\u201d, explicaram Cruz, Florez e Marques. \u201cIsto significa que, mesmo que o Micius em si fosse hackeado, invadido por um espi\u00e3o malicioso, a comunica\u00e7\u00e3o permaneceria segura\u201d, complementa Rafael Barros.<\/p>\n

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\u201cMuito do que tem sido desenvolvido hoje para pode ser adaptado para uso no espa\u00e7o.\u201d<\/em><\/span><\/h4>\n

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Foi com este sat\u00e9lite que o grupo fez uma \u201cchamada qu\u00e2ntica<\/strong><\/a><\/span>\u201d de v\u00eddeo com um dos ganhadores do pr\u00eamio Nobel de F\u00edsica de 2022, o professor Anton Zeilinger, que estava na \u00c1ustria! \u201cMais recentemente, o mesmo grupo conseguiu implementar um canal de comunica\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica ainda mais longo, de 12.900 km, entre a China e a \u00c1frica do Sul. Neste caso, o time usou um microssat\u00e9lite, com carga \u00fatil (payload<\/em>) de apenas 23 kg\u201d, contou Rafael Barros. Este trabalho foi publicado em mar\u00e7o deste ano na revista Nature<\/a><\/strong><\/span>.<\/p>\n

\u00a0<\/strong><\/p>\n

C&T qu\u00e2ntica no Brasil<\/strong><\/h4>\n

Al\u00e9m da China, os Estados Unidos tamb\u00e9m se destacam nos investimentos e projetos em ci\u00eancia qu\u00e2ntica, especialmente na \u00e1rea de computa\u00e7\u00e3o. Em fevereiro deste ano, durante a C\u00fapula Mundial de Governos, que aconteceu em Dubai, o CEO da Google, Sundar Pichai, afirmou que o desenvolvimento de computadores qu\u00e2nticos operacionais deve levar entre cinco e 10 anos. Em dezembro de 2024, a empresa anunciou um novo chip qu\u00e2ntico capaz de fazer em meros cinco minutos o que um supercomputador levaria dez septilh\u00f5es de anos para fazer!<\/p>\n

E como o Brasil se situa neste cen\u00e1rio? Na opini\u00e3o de Rafael Barros, o pa\u00eds vive um momento promissor que se traduz no aumento do n\u00famero de pesquisadores na \u00e1rea e no volume de investimentos. \u201cApesar de estarmos atrasados com rela\u00e7\u00e3o \u00e0s pot\u00eancias mundiais, recentemente muitos investimentos t\u00eam sido feitos no Brasil. Um exemplo \u00e9 a funda\u00e7\u00e3o do Centro de Compet\u00eancia EMBRAPII CIMATEC em Tecnologias Qu\u00e2nticas (QuIIN)<\/a><\/strong><\/span>, com investimento inicial da Empresa Brasileira de Pesquisa e Inova\u00e7\u00e3o Industrial (Embrapii)<\/a><\/strong><\/span> de US$ 60 milh\u00f5es. H\u00e1 investimentos do Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient\u00edfico e Tecnol\u00f3gico (CNPQ)<\/a><\/strong><\/span> e da Funda\u00e7\u00e3o de Amparo \u00e0 Pesquisa do Estado de S\u00e3o Paulo (Fapesp)<\/a><\/strong><\/span> que permitiram o in\u00edcio de redes qu\u00e2nticas no Rio de Janeiro e em Recife\u201d, lembrou o pesquisador da USP.<\/p>\n

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\u201cApesar de estarmos atrasados com rela\u00e7\u00e3o a pot\u00eancias mundiais, recentemente muitos investimentos t\u00eam sido feitos no Brasil.\u201d<\/em><\/span><\/h4>\n

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Em dezembro do ano passado, a Fapesp lan\u00e7ou o Programa Fapesp em Tecnologias Qu\u00e2nticas (QuTIa ou Quantun Technologies Initiative)<\/strong><\/a><\/span>. Luciano Barros (USP) e Hans Florez (UFABC), que concederam entrevistas para esta reportagem, est\u00e3o entre os pesquisadores contemplados com recursos do QUTIa, que chegam a R$ 31 milh\u00f5es durante um per\u00edodo inicial de cinco anos. Em entrevista para a Ag\u00eancia Fapesp<\/a><\/strong><\/span>, Florez explicou que ele e seus colegas do QTech pretendem desenvolver o primeiro magnet\u00f4metro at\u00f4mico do pa\u00eds para melhorar a leitura de um tipo de fonte de luz qu\u00e2ntica. \u201cIsso tem aplica\u00e7\u00f5es em diferentes \u00e1reas, como a da sa\u00fade, para o estudo da fun\u00e7\u00e3o cerebral, mas tamb\u00e9m para detec\u00e7\u00e3o de objetos met\u00e1licos, de defeitos de fabrica\u00e7\u00e3o de baterias sem uso de raios-X e, mais recentemente, em comunica\u00e7\u00e3o, por meio do uso de sensores magn\u00e9ticos\u201d, afirmou.<\/p>\n

A pesquisa de Luciano Barros se concentra na \u00f3ptica qu\u00e2ntica com luz estruturada, isto \u00e9, na codifica\u00e7\u00e3o e leitura de informa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica usando as formas que a luz tem no tempo, espa\u00e7o e polariza\u00e7\u00e3o. \u201cEstou utilizando o financiamento para montar um novo laborat\u00f3rio na USP com o objetivo de estabelecer uma nova rede qu\u00e2ntica no estado de S\u00e3o Paulo\u201d, conta Luciano Barros. \u201cSe o volume de financiamento na \u00e1rea de tecnologias qu\u00e2nticas e na pesquisa permanecer consistente, acredito ser uma quest\u00e3o de tempo at\u00e9 come\u00e7armos a ter uma ind\u00fastria de tecnologias qu\u00e2nticas no Brasil, bem como uma base cient\u00edfica muito s\u00f3lida e preparada para dirigir a inova\u00e7\u00e3o na \u00e1rea\u201d, finaliza.<\/p>\n

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Capa. <\/strong>A nova gera\u00e7\u00e3o de tecnologias qu\u00e2nticas deve contribuir para a amplia\u00e7\u00e3o do conhecimento sobre o espa\u00e7o.
\n<\/strong>(Fonte. NASA. Reprodu\u00e7\u00e3o)<\/h6>\n

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Ci\u00eancia & Cultura<\/a>\u00a0\u00a9 2022 by\u00a0SBPC<\/a>\u00a0is licensed under\u00a0CC BY-SA 4.0 \u00a0 <\/a>\"\"\"\"\"\"<\/span><\/h6>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Nova gera\u00e7\u00e3o de tecnologias qu\u00e2nticas deve ampliar conhecimento sobre o espa\u00e7o  …\n","protected":false},"author":18,"featured_media":8470,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[51],"tags":[],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistacienciaecultura.org.br\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/8469"}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistacienciaecultura.org.br\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistacienciaecultura.org.br\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistacienciaecultura.org.br\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/18"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistacienciaecultura.org.br\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=8469"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/revistacienciaecultura.org.br\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/8469\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":9126,"href":"https:\/\/revistacienciaecultura.org.br\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/8469\/revisions\/9126"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistacienciaecultura.org.br\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/8470"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistacienciaecultura.org.br\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=8469"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistacienciaecultura.org.br\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=8469"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistacienciaecultura.org.br\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=8469"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}