JÚLIA CARVALHO | G1
Imagine tocar um sino. Para os nossos ouvidos, o som vai diminuindo aos poucos até desaparecer. Mas, em uma escala extremamente pequena, o comportamento é diferente: a energia não varia de maneira contínua, mas em pequenas unidades, dando “pulos”.
E pesquisadores da Universidade Stanford conseguiram observar pela primeira vez, em tempo real, o momento em que uma dessas unidades de som desaparece, o chamado salto quântico.
A equipe criou um dispositivo semelhante a um pequeno diapasão (instrumento metálico em forma de forquilha) sobre a superfície de um chip e o conectou a um qubit supercondutor – um componente usado em computadores quânticos que, neste experimento, funcionou como detector.
Assim como os computadores clássicos, os computadores quânticos são máquinas de resolver problemas. Mas, em vez de bits, a computação quântica usa qubits.
Os qubits processam dados como os bits tradicionais, mas, ao aproveitar fenômenos quânticos, eles têm acesso a uma matemática mais complexa, voltada a um tipo diferente de computação.
Os pesquisadores prepararam o sistema com aproximadamente uma unidade quântica de som, chamada fônon, e fizeram medições repetidas para verificar se ela ainda estava presente.
Como a vibração do dispositivo durava por um período relativamente longo, foi possível realizar centenas de medições e acompanhar o momento em que o fônon desapareceu.
O uso do salto quântico em novas tecnologias
A observação é considerada um passo importante porque a capacidade de fazer medições repetidas desse tipo é necessária para algumas aplicações futuras da tecnologia quântica.
Uma delas é a criação de memórias quânticas, sistemas capazes de armazenar informação quântica.
Os pesquisadores também pretendem usar sistemas mecânicos para desenvolver técnicas de correção de erros em futuros computadores quânticos.
Um dos desafios dos computadores quânticos é justamente preservar esses estados por tempo suficiente e identificar erros que possam ocorrer durante uma operação.
Segundo o pesquisador, os ressonadores mecânicos usados no experimento podem ser interessantes porque conseguem armazenar informação quântica por um período relativamente longo e podem ser fabricados em tamanhos muito pequenos.
Esse tipo de tecnologia, bastante complexa para quem não é do mundo da física, também pode ser utilizada futuramente para melhorar equipamentos utilizados no dia a dia, como os smartphones.
Apesar das diversas aplicações, Amir pondera que isso não significa que a descoberta vá chegar imediatamente aos celulares.
“O que estamos fazendo agora ainda é um experimento quântico que funciona em temperaturas muito baixas, portanto, isso não é algo que será diretamente incorporado a um smartphone no próximo ano”, comenta.
Próximos passos
Os pesquisadores ainda precisam melhorar a própria técnica de medição.
Atualmente, cada medição preserva o número de fônons com uma probabilidade de aproximadamente 99%. O problema é que, como a medição precisa ser repetida muitas vezes para acompanhar o sistema, mesmo essa pequena perturbação acaba reduzindo o tempo de vida da vibração.
Outro objetivo é conectar vários ressonadores mecânicos ao mesmo qubit. A ideia é começar a construir uma memória quântica mecânica capaz de detectar quando um erro ocorreu e, futuramente, corrigi-lo.
