A UNESCO declarou o ano de 2025 como Ano Internacional da Ciência e Tecnologia Quântica. Foi uma ideia bastante feliz. A Física Quântica mudou definitiva e radicalmente as nossas vidas, e por isso faz todo o sentido assinalar este 100º aniversário.
A teoria quântica ficou estabelecida há 100 anos, fruto de um longo processo, que não terminou em 1925. No princípio do século XX tínhamos um paradigma para os fenómenos físicos muito bem estabelecido, a que chamamos de Física Clássica ou Newtoniana, uma vez que partia das três leis da mecânica de Newton, que hoje em dia se aprendem na escola.
A Física Clássica evoluiu muito em termos de sofisticação e conseguiu de alguma forma incorporar o electromagnetismo e a termodinâmica. Contou com imensos sucessos e permitiu desenvolver muita tecnologia, potenciando a revolução industrial do século XIX. Este paradigma clássico baseia-se numa concepção bastante intuitiva de espaço e de tempo, dos corpos e das suas interacções, e por isso muito apelativa.
A Física de Newton foi falhando à medida que a precisão dos instrumentos foi aumentando e à medida que apareciam novos fenómenos que não encaixavam nesse paradigma.
No final do século XIX e princípios do XX começaram a fazer-se descobertas e a aparecerem fenómenos que não encaixavam no paradigma clássico. Essas descobertas levaram a refazer os nossos conceitos de espaço e de tempo (por exemplo), e aprendemos a partir da teoria da relatividade que temos de os considerar unidos numa entidade a que chamamos espaço-tempo: uma única entidade com dois aspectos. Naturalmente, se mudamos os conceitos de espaço e de tempo, os movimentos vão-se processar de outra forma, menos intuitiva do que a sugerida pela Física Clássica, mas real, como o demonstra a experiência, que é o critério de verdade (ou de não falsidade) numa disciplina experimental.
Uma outra sequência de estudos, no esforço para determinar o que era e como funcionava o átomo, levou-nos a uma concepção ainda mais radicalmente contra-intuitiva da natureza dos objectos e das suas interacções. É a teoria quântica, que estamos a comemorar agora. Não é uma curiosidade de laboratório; toda a electrónica com que convivemos no dia-a-dia tem a sua base em tecnologias quânticas.
A teoria quântica forneceu um modelo extremamente eficaz da realidade física, permitindo-nos compreender e manipular o mundo material de maneira inovadora. Isso resultou no desenvolvimento de uma vasta gama de dispositivos tecnológicos, impulsionando um avanço sem precedentes na história da humanidade. Com a teoria quântica, aprendemos a controlar com precisão as propriedades eléctricas, magnéticas, mecânicas e ópticas dos materiais, o que nos permitiu criar dispositivos essenciais para o nosso quotidiano, como os telemóveis, os computadores, as lâmpadas LED, os microondas e detectores de diversos tipos. Essa tecnologia revolucionou o nosso estilo de vida, embora nem sempre para melhor, pois qualquer avanço tecnológico pode ser utilizado tanto para o bem quanto para o mal. Os nossos
antepassados não imaginariam as capacidades que hoje temos à disposição com um simples telemóvel.
Mas estes são os frutos da primeira revolução que a Física Quântica causou. São os frutos mais baixos, mais fáceis de apanhar. Neste novo século, estamos a ir aos frutos mais altos, e as expectativas são enormes. Estamos a começar uma segunda revolução quântica, em que aplicamos tecnologicamente os resultados menos intuitivos da Física Quântica. E isso é um verdadeiro mundo novo, com realidades que não têm paralelo no mundo da Física de Newton.
Nesta segunda revolução quântica que está a decorrer, estamos a aprender a controlar fenómenos exóticos, como o entrelaçamento quântico e a não- localidade.
Esses fenómenos são explorados para a computação quântica, que permitirá fazer determinados cálculos e simulações que não são possíveis com os computadores actuais. A inteligência artificial será muito potenciada por este tipo de dispositivos, assim como aplicações que envolvam a manipulação de grandes quantidades de dados. A ciência dos materiais, a descoberta de novos medicamentos, as simulações a grande escala serão mais acessíveis.
Outro aspecto envolve o desenvolvimento de novos tipos de sensores. A sociedade actual já está atulhada de sensores que detectam movimento, obstáculos, químicos, sinais de todo o tipo. Sensores mais sensíveis e fiáveis serão criados para monitorizar o meio ambiente, a qualidade dos alimentos, os nossos sinais vitais, a mobilidade, e o funcionamento de todo o tipo de dispositivos.
A comunicação quântica permitirá comunicações mais seguras através da criptografia quântica.
Sabe Deus quantas mais aplicações vão estar disponíveis dentro de uns anos, e como elas nos vão mudar a vida.
Estas tecnologias prometem dar um grande avanço à sociedade que as dominar. E um atraso das que desleixarem este desenvolvimento. A Europa (e Portugal de modo particular) tem-se deixado ficar para trás nas últimas décadas nestes campos, relativamente à China e aos Estados Unidos. Não é fácil recuperar o tempo perdido, e a Europa devia ter um sentido de urgência no desenvolvimento das diversas tecnologias quânticas. Elas são radicalmente disruptivas, e o atraso significa perda de segurança económica e militar.
O Ano Internacional da Ciência e Tecnologia Quântica oferece uma excelente oportunidade para nos apercebermos de que a Física Quântica está na base de toda a tecnologia moderna e continuará a desempenhar um papel ainda mais central nas inovações tecnológicas do futuro próximo.
