Partícula bizarra que pode lembrar seu próprio passado é criada em computador quântico
Cientistas conseguiram criar com sucesso uma partícula peculiar chamada de Anyons não abelianos dentro de um computador quântico, que tem a habilidade única de lembrar sua localização anterior quando trocada com outras partículas. Essa propriedade permite que físicos entrelacem esses Anyons não abelianos em padrões intrincados e entrelaçados, exibindo comportamentos novos e incomuns.
Em contraste com as partículas subatômicas típicas, que são indistinguíveis quando trocadas, os Anyons não abelianos mantêm sua identidade a cada troca, tornando-se mais entrelaçados uns com os outros e formando tranças complexas. Esse comportamento foi proposto pela primeira vez pelo físico Frank Wilczek em 1982.
A importância dos Anyons não abelianos reside em seu potencial para a computação quântica. Os bits quânticos, ou qubits, são suscetíveis a ruídos e interrupções, então os cientistas frequentemente codificam informações não nos bits individuais, mas em suas disposições relativas. Ao utilizar os Anyons não abelianos nesse processo, os pesquisadores podem evitar soluções computacionais intensivas exigidas pelas partículas abelianas convencionais.
Para alcançar essa descoberta, os cientistas criaram um computador quântico chamado H2, que aprisionou íons de bário e itérbio em campos magnéticos poderosos e os transformou em qubits usando lasers. Ao entrelaçar esses qubits em uma configuração semelhante a tranças, eles replicaram as propriedades previstas para os Anyons não abelianos, efetivamente criando essas partículas elusivas.
Os benefícios potenciais dos Anyons não abelianos se estendem além da computação quântica. Eles permitem que os físicos conduzam experimentos avançados e explorem efeitos quânticos complexos que surgem do entrelaçamento em grande escala. Essa nova capacidade permite que os pesquisadores abordem questões científicas inovadoras que antes eram inacessíveis usando computadores clássicos.
Em resumo, a criação de Anyons não abelianos dentro de um computador quântico abre novas possibilidades para entender e utilizar fenômenos quânticos em várias áreas da ciência e tecnologia.
Os Anyons não abelianos foram entrelaçados pela primeira vez
Após décadas de esforços, pesquisadores do Google Quantum AI fizeram um anúncio revolucionário. Eles conseguiram observar pela primeira vez o comportamento peculiar dos anyons não abelianos usando um de seus processadores quânticos supercondutores. Além disso, demonstraram como essas partículas podem ser usadas para realizar cálculos quânticos.
O fenômeno dos anyons não abelianos está associado a uma espécie de memória que eles retêm. Essa “memória” pode ser imaginada como uma linha contínua no espaço-tempo, conhecida como “linha do mundo” da partícula. Quando dois anyons não abelianos são trocados, suas linhas de mundo se entrelaçam, permitindo que sejam utilizados para formar as operações básicas de um computador quântico topológico, como se fossem cordas em uma trança.
A equipe do Google Quantum AI preparou seus qubits supercondutores em um estado quântico emaranhado, configurado como um tabuleiro de xadrez, no qual surgiram os anyons abelianos e não abelianos. Através de manipulações quânticas, eles converteram o padrão quadriculado em polígonos de formato estranho, onde os vértices abrigavam os anyons não abelianos.
Ao observar a interação dessas partículas com os anyons abelianos, os pesquisadores testemunharam fenômenos bizarros, como desaparecimento, reaparição e mudança de forma, conforme elas se enrolavam e colidiam umas com as outras. O mais surpreendente foi que a equipe conseguiu identificar a marca característica dos anyons não abelianos: ao trocar a posição de dois deles, isso resultou em uma mudança mensurável no estado quântico do sistema.
Além disso, a equipe demonstrou como as tranças de anyons não abelianos podem ser usadas para realizar cálculos quânticos. Através do entrelaçamento de vários anyons, eles criaram um estado quântico emaranhado conhecido como estado de Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ).
Essa pesquisa é de grande relevância para a computação quântica topológica, que a Microsoft também está explorando. O estudo do Google mostra que a física das partículas não abelianas pode ser realizada em seus processadores supercondutores, abrindo um novo caminho para a computação quântica mais tolerante a falhas.
Recentemente, a empresa de computação quântica Quantinuum também divulgou um estudo complementar, demonstrando tranças não abelianas em um processador quântico de íons presos. A comunidade científica está animada para ver como os anyons não abelianos serão empregados na computação quântica no futuro e se suas propriedades peculiares podem ser a chave para a tão esperada computação quântica topológica tolerante a falhas. [LiveScience]
