Estados Unidos — InkDesign News — Em um estudo publicado em 22 de abril de 2025 na Physical Review X, pesquisadores revelaram um novo método experimental capaz de certificar que operações realizadas por computadores quânticos decorrem, de fato, das leis da mecânica quântica, e não de simulações complexas baseadas em física clássica.
O Contexto da Pesquisa
No universo da computação, o avanço dos sistemas quânticos tem provocado debates intensos sobre como distinguir efeitos realmente quânticos de simulações avançadas possíveis em computadores clássicos, especialmente com o crescimento das capacidades de processamento. O desafio reside no fato de que computadores binários tradicionais, limitados pelas leis da física clássica, ainda podem simular até certo ponto o comportamento quântico utilizando métodos de força bruta. Contudo, à medida que o número de qubits cresce, certificar experimentalmente a presença de fenômenos puramente quânticos torna-se exponencialmente mais difícil.
“A questão fundamental é diferenciar quando uma computação é intrinsecamente quântica e quando ela pode ser explicada por algoritmos clássicos, ainda que sofisticados.”
(“The fundamental question is to differentiate when a computation is intrinsically quantum and when it can be explained by classical algorithms, however sophisticated they may be.”)— Equipe de pesquisa, Physical Review X
Resultados e Metodologia
Para abordar o problema, cientistas desenvolveram um teste “detector de mentiras quântico” inspirado em experimentos clássicos, mas adaptado para um processador quântico programável de 73 qubits com arquitetura em “colmeia”, utilizando circuitos quânticos variacionais (VQC). Este processo envolve um ciclo de aprendizado de máquina híbrido, em que um computador clássico auxilia o quântico a atingir resultados cada vez mais precisos.
O experimento central consistiu em manipular o sistema para atingir estados energéticos inferiores ao mínimo permitido pela física clássica. No universo clássico, o estado mais baixo de energia é zero. Ocorre que, graças ao fenômeno do entrelaçamento quântico, o sistema pôde demonstrar estados de energia não permitidos pelas leis clássicas, concretizando a prova experimental da atuação de efeitos quânticos.
Segundo o artigo, o resultado confirmou a obtenção de níveis energéticos abaixo do limite absoluto da física clássica em 48 desvios-padrão, além de certificar correlações não-locais em grupos de até 24 qubits simultaneamente — um recorde para esse tipo de validação.
“A certificação dessas correlações não-locais estabelece uma nova referência para a verificação de atividade quântica em sistemas de múltiplos qubits.”
(“The certification of these nonlocal correlations sets a new benchmark for verifying quantum activity in multi-qubit systems.”)— Autores do estudo, Physical Review X
Implicações e Próximos Passos
A validação inequívoca de efeitos quânticos realizada pelo novo método representa um avanço para o campo da computação quântica, servindo de base para que engenheiros possam certificar de modo objetivo o desempenho de futuras arquiteturas quânticas e elucidar o momento em que um sistema quântico perde suas propriedades devido à decoerência, retornando ao domínio clássico.
Além disso, tais técnicas podem fundamentar o desenvolvimento de computadores quânticos maiores e mais estáveis, ampliando a previsão de especialistas de que, futuramente, a computação quântica consolidará sua vantagem sobre os sistemas convencionais, ultrapassando definitivamente os limites impostos pela física clássica.
O progresso dessas pesquisas promete expandir tanto o conhecimento científico fundamental quanto suas aplicações práticas, desde criptografia quântica até simulação de materiais exóticos, estabelecendo um novo padrão para avaliação e certificação de tecnologias quânticas emergentes.
Fonte: (Live Science – Ciência)
