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o do nosso conhecimento do universo

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Os computadores quânticos não serão bons em tudo. Com os protótipos propensos a erros que temos atualmente só podemos fazer algumas coisas mas se eles continuarem a se desenvolver no ritmo em que estão se desenvolvendo atualmente e chegarem computadores quânticos totalmente funcionais, podemos usá-los para resolver muitos outros problemas.

Esta previsão que Ignacio Cirac, que é um dos pais fundadores da computação quântica, compartilhou conosco, especifica muito bem do que estamos falando: “Se em algum momento desenvolvermos computadores quânticos sem erros, eles serão universais. Isso não significa significa que servem para tudo, mas será possível programá-los e fazer muitas coisas com eles”.

Ainda assim, mesmo quando chegar a hora, teremos que descobrir quais problemas eles podem resolver mais rápido do que os supercomputadores clássicos. Juan José García Ripoll, físico e pesquisador do CSIC, acredita que os computadores quânticos serão melhores diante de problemas de otimização, física estocástica ou a simulação de sistemas quânticos.

A primeira simulação quântica de um buraco de minhoca é muito promissora

Parece algo extraordinariamente exótico, mas, na realidade, não é tanto. Até agora, quando os cientistas falavam sobre a simulação de sistemas quânticos, eles se referiam à simulação de objetos, como pequenas moléculas ou macromoléculas, ou mesmo materiais. Esses sistemas são descritos usando a mecânica quântica, então os pesquisadores já estão trabalhando em como traduzi-los para que um computador quântico possa lidar com eles de forma eficiente.

Um grupo de pesquisadores realizou com sucesso a simulação de um sistema quântico muito especial: um buraco de minhoca.

De fato, foram publicados artigos que propõem soluções para problemas com pequenas moléculas de dois ou três átomos que permitem entender como esse procedimento pode ser abordado e desenvolver as técnicas. No entanto, e chegamos a uma reviravolta relativamente inesperada, um grupo de pesquisadores publicou um artigo na Natureza no qual ele explica em detalhes o procedimento que desenvolveu para realizar com sucesso a simulação de um sistema quântico muito especial: um buraco de minhoca.

Como explicamos a vocês ontem, esses cientistas não recriaram em laboratório um sistema de dois buracos negros entrelaçados. Estamos muito longe de conseguir fazer algo assim, e talvez nunca esteja ao nosso alcance. O que eles conseguiram foi criar um modelo teórico ou uma simulação que lhes permitiu entender melhor o que acontece dentro de um buraco de minhoca. Curiosamente, para realizar este experimento eles usaram o computador quântico do Google com o qual a equipe liderada por John Martinis alcançou a supremacia quântica no final de 2019.

Este marco não é apenas extremamente importante porque lança alguma luz sobre um objeto teórico cuja existência no mundo real ainda não foi comprovada; é importante também porque coloca nas mãos dos pesquisadores uma ferramenta muito valiosa que no futuro poderá ajudá-los a conciliar a mecânica quântica e a relatividade geral. Elaborar uma teoria unificadora ou uma teoria de tudo, como também é conhecida, nos permitirá uma compreensão muito melhor dos mecanismos que regem as interações físicas fundamentais.

Átomos neutros e armadilhas de íons são duas tecnologias qubit alternativas para supercondutores

Como vimos, para realizar esse experimento, esses pesquisadores simularam o buraco de minhoca entrelaçando dois subsistemas do processador quântico do Google, mas existem outras maneiras de implementar qubits além dos supercondutores. Duas das tecnologias alternativas mais desenvolvidas são armadilhas de íons e átomos neutros. Precisamente, vários grupos de pesquisa estão trabalhando com este último, e estão obtendo resultados muito promissores.

Na verdade, eles estão conseguindo reunir mais qubits, mantendo a precisão e a ausência de erros dos outros sistemas. E é provável que no futuro os cientistas desenvolver outras tecnologias aplicável a qubits. Nesse contexto é razoável supor que as simulações de sistemas quânticos que chegarão no futuro possam estar atreladas até certo ponto à tecnologia qubit utilizada, então com toda probabilidade esse marco é apenas o primeiro elo de uma cadeia que, com um pouca sorte, nos permitirá desenvolver muito mais nosso conhecimento do universo. Vamos cruzar os dedos para que assim seja.

 

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