Ligações perdidas - física quantica e computação

Desde meados da década de 1980, muitos cientistas apostam que a aplicação da física quântica no processamento de informações definirá o futuro da computação, como previu o físico norte-americano Richard Feynman. Isso porque, em princípio, as leis do universo quântico possibilitariam um desempenho muito superior ao das máquinas atuais.

Mas uma peculiaridade do mundo das partículas subatômicas, comprovada por físicos da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), pode ser uma pedra no caminho do desenvolvimento dos computadores quânticos.

Em um artigo publicado em 27 de abril na Science, Luiz Davidovich e seus colegas do Laboratório de Óptica Quântica do Instituto de Física da UFRJ mostraram como uma propriedade essencial para o funcionamento de um computador quântico – o emaranhamento – pode desaparecer repentinamente.

Esse fenômeno faz com que um conjunto de partículas compartilhe de maneira quase telepática certas propriedades, sem nenhuma ligação física entre elas. Isso só acontece em escala extremamente pequena – próxima do tamanho de um átomo – em que as leis da física clássica dão lugar à mecânica quântica. Imagine que seja possível emaranhar um par de dados de modo que a soma dos dois seja sempre 7.

Enquanto o primeiro dado não for lançado, não se pode saber qual será o número sorteado no segundo. Mas se o primeiro dado cair com o número 4 para cima é possível afirmar que, ao lançar o segundo dado, o resultado será 3. Na perspectiva da mecânica quântica, enquanto os dados rolam, a probabilidade de aparecer qualquer um dos números é a mesma. Os físicos interpretam essa situação como se o dado mostrasse os seis números ao mesmo tempo.

Essa indefinição, chamada de superposição de estados, está no centro da teoria quântica da informação, que explora efeitos do mundo quântico para armazenar, transmitir e processar informação. Enquanto os bits de um computador clássico correspondem a um único estado por vez (os famosos 0 ou 1 do sistema binário), os bits de um computador quântico, apelidados de qubits, podem apresentar diferentes estados simultaneamente.

Com isso, um processador composto por bits quânticos (átomos, elétrons ou outras partículas) seria capaz de realizar um número enorme de cálculos ao mesmo tempo, e seu poder dobraria a cada bit adicionado.

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Fonte : Daniel Kon / Agência Fapesp