24/07/2022 às 14h17min - Atualizada em 25/07/2022 às 00h01min

Flauta quântica faz a luz se mover de forma nunca vista antes

No entanto, um grupo de cientistas desenvolveu uma espécie de "flauta quântica" que pode fazer fótons de comportarem de forma inédita

Olhar Digital
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A computação quântica vem ganhando cada vez mais atenção nos últimos anos devido a capacidade extraordinária que esses dispositivos possuem de fazer cálculos nunca antes vistos. Mas, quando pensamos em tecnologias nesse setor, normalmente imaginamos ferramentas que, fora do universo quântico, as interações ocorrem de forma digital. No entanto, um grupo de cientistas desenvolveu uma espécie de “flauta quântica”.

O estudo publicado na Physical Review Letters e na Nature Physics mostra que a ferramenta conseguiu fazer a luz se mover de maneiras nunca vistas antes. O dispositivo pode abrir portas para a construção de computadores quânticos com menos erros e até mesmo o registro de memórias utilizando essa ciência.

Como outras ferramentas do tipo, a “flauta quântica” utiliza bits quânticos, ou qubits na abreviação. Eles são basicamente o equivalente quântico aos bits utilizados na computação tradicional. Enquanto bits computacionais processam informações em 0 ou em 1, os qubits podem ser os dois ao mesmo tempo. O grande desafio da física quântica, no entanto, é conseguir fazer com que esses computadores sejam estáveis e confiáveis.

flauta quântica

flauta quântica

Um novo experimento de “flauta quântica” dos físicos da Universidade de Chicago pode apontar o caminho para uma nova tecnologia quântica (Imagem: Universidade de Chicago)

“Flauta quântica”?

Mas como a pesquisa desenvolveu uma “Flauta quântica”? Bom, a ferramenta consiste em um bloco de metal com diversos furos, como os de uma flauta. Essas cavidades são projetadas para capturar fótons em frequências de micro-ondas.

David Schuster, professor na Universidade de Chicago, explica que “você pode enviar um ou vários comprimentos de onda de fótons por toda a coisa, e cada comprimento de onda cria uma ‘nota’ que pode ser usada para codificar informações quânticas”. É essa a semelhança do objeto com a flauta.

Comportamento da luz

Fótons normalmente não interagem na natureza, eles normalmente apenas passam um pelo outro ignorando a existência do “colega”. No entanto, usando o qubit é possível fazer com que eles reajam à presença um do outro e o controle com as notas da flauta permitiu interações inéditas. 

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“No início, os fótons não interagem, mas quando a energia total do sistema atinge um ponto de inflexão, de repente, todos estão conversando entre si”, completa o pesquisador. “Normalmente, a maioria das interações de partículas é uma a uma – duas partículas saltando ou se atraindo”, completa. “Se você adicionar um terceiro, eles geralmente ainda estão interagindo sequencialmente com um ou outro. Mas este sistema faz com que todos eles interajam ao mesmo tempo.”

Por enquanto, os cientistas testaram apenas cinco notas por vez. No entanto, futuramente pode ser possível executar interações com milhares de notas usando um único qubit. “Se você quisesse construir um computador quântico com 1.000 bits e pudesse controlar todos eles por meio de um único bit, isso seria incrivelmente valioso”, finaliza o cientista.

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