Revolução na física quântica: novo fenômeno surpreende equipe de pesquisa!

Revolução na física quântica: novo fenômeno surpreende equipe de pesquisa!

Uma equipe internacional de pesquisadores descobriu um novo fenômeno na física quântica que pode ter implicações de longo alcance para futuras tecnologias quânticas. O matemático Jonas Haferkamp do está envolvido nesta pesquisa inovadora Universidade do Sarre. As descobertas foram publicadas recentemente na renomada revistaCiênciapublicado.

A descoberta diz respeito à criação de estados quânticos aleatórios. Estes estados, que inicialmente parecem caóticos e imprevisíveis, são gerados mais rapidamente do que se supunha anteriormente. Para ilustrar estas condições complexas e caóticas, os investigadores usam uma analogia clara: comparam o fenómeno à mistura de café e leite. Estes estados aleatórios são de importância central para o desenvolvimento de novas tecnologias quânticas.

Desafios da mecânica quântica

Com computadores quânticos que operam com um grande número de qubits, a dificuldade de atingir estados puramente aleatórios aumenta exponencialmente. A própria mecânica quântica descreve estados como distribuições de probabilidade, em vez de oferecer valores fixos como na física clássica. Um estado da mecânica quântica é frequentemente caracterizado como indeterminado em termos clássicos, o que torna complexa a previsão dos resultados da medição. O princípio da incerteza de Heisenberg desempenha um papel central aqui, pois descreve a incerteza na medição de estados da mecânica quântica.

Os pesquisadores descobriram agora um “truque matemático” para reduzir a complexidade das interações entre partículas. Eles desenvolvem uma “matriz pseudo-randomizada” que permite simular processos aleatórios. Este método poderia acelerar significativamente a implementação em computadores quânticos.

Implicações para o futuro

As novas descobertas podem ter implicações enormes na coleta de informações e nos métodos de criptografia. Na mecânica quântica, diferentes estados podem ser descritos por representações matemáticas, como vetores de estado ou operadores de densidade. A descoberta dos pesquisadores contradiz as suposições existentes e pode revolucionar o estado atual da pesquisa quântica.

O trabalho de Haferkamp e sua equipe é de grande importância para o público especializado porque levanta novas questões sobre os aspectos fundamentais da mecânica quântica. Os desenvolvimentos futuros na física quântica podem depender crucialmente de como esses estados aleatórios podem ser integrados em aplicações práticas. A publicação original leva o título“Unitários aleatórios em profundidade extremamente baixa”(DOI: 10.1126/science.adv8590).