Parte da águia do querido como computador.Crédito: Quera Computing Inc.
Partículas subatômicas como os quarks podem emparelhar quando ligadas por ‘cordas’ de campos de força – e liberar energia quando essas cordas são puxadas ao ponto de quebrar. Duas equipes de físicos agora usaram computadores quânticos para imitar esse fenômeno e vê -lo se desenrolar em tempo real.
Os resultados, descritos em dois Natureza Documentos em 4 de junho1Assim,2são os mais recentes de uma série de avanços para o uso de computadores quânticos para simulações que estão além da capacidade de qualquer computadores comuns.
“A quebra de cordas é um processo muito importante que ainda não é totalmente compreendido dos primeiros princípios”, diz Christian Bauer, físico do Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley (LBNL) na Califórnia. Os físicos podem calcular os resultados finais das colisões de partículas que formam ou quebram seqüências de strings usando computadores clássicos, mas não podem simular completamente o que acontece no meio. O sucesso das simulações quânticas é “incrivelmente encorajador”, diz Bauer.
Simulações de string
Cada experimento foi conduzido por uma colaboração internacional envolvendo pesquisadores acadêmicos e equipes corporativas-uma na Quera, uma empresa iniciante em Cambridge, Massachusetts1e o outro no Google Quantum AI Laboratories em Santa Barbara, Califórnia2.
Os pesquisadores que usam a máquina Aquila da Quera codificaram informações em átomos que foram organizados em um padrão 2D ‘favo de mel’, cada um suspenso no lugar por uma ‘pinça óptica’ individual. O estado quântico de cada átomo-um ‘qubit’ que poderia ser excitado ou relaxado-representou o campo elétrico em um ponto do espaço, explica o co-autor Daniel González-Cuadra, um físico teórico agora do Instituto de Física Teórica em Madrid. No outro experimento, os pesquisadores codificaram o campo quântico 2D nos estados de loops supercondutores no chip sycamore do Google.
Tecnologia de computação quântica que faz com que os qubits de átomos ganhem mega investimento
As equipes também empregaram filosofias de simulação quântica diametralmente opostas. Os átomos em Aquila foram organizados para que as forças eletrostáticas entre eles imitassem o comportamento do campo elétrico e evoluíram continuamente em direção a seus próprios estados de menor energia – uma abordagem chamada simulação quântica analógica. A máquina do Google foi usada como um simulador quântico ‘digital’: os loops supercondutores foram feitos para seguir a evolução do campo quântico ‘manualmente’, através de uma sequência discreta de manipulações.
Nos dois casos, as equipes montam seqüências de cordas no campo que efetivamente agiam como elásticos de borracha conectando duas partículas. Dependendo de como os pesquisadores sintonizaram os parâmetros, as cordas podem ser rígidas, vacilantes ou quebradas. “Em alguns casos, toda a corda se dissolve: as partículas ficam desconfinadas”, diz Frank Pollmann, físico da Universidade Técnica de Munique (TUM) em Garching, Alemanha, que ajudou a liderar o experimento do Google.