Munique — InkDesign News — Pesquisadores da Universidade Técnica de Munique (TUM), em colaboração com a Universidade de Princeton e a Google Quantum AI, demonstraram experimentalmente um novo estado de matéria, o chamado estado de ordem topológica de Floquet, utilizando um processador quântico de 58 qubits. Este resultado, segundo o estudo divulgado recentemente, representa um avanço inédito no campo da física quântica não-equilíbrio.
O Contexto da Pesquisa
Descobrir fases quânticas além do equilíbrio tradicional tem sido um dos maiores desafios da física moderna. Enquanto os estados convencionais de matéria são definidos por propriedades estáticas, fases quânticas fora do equilíbrio, como as encontradas em sistemas de Floquet, dependem de dinâmicas periódicas e de propriedades temporais. Estes fenômenos não podem ser explicados pelas leis clássicas da termodinâmica, abrindo espaço para novas ordens e comportamentos da matéria. O estudo buscou observar substâncias previstas teoricamente, mas até então não detectadas experimentalmente, ampliando os limites do conhecimento sobre simulação quântica.
Resultados e Metodologia
A equipe realizou experimentos com um processador quântico avançado, visualizando diretamente os movimentos dirigidos característicos nas bordas desses estados e desenvolvendo algoritmos interferométricos para investigar suas propriedades topológicas internas. Este método permitiu observar o fenômeno de “transmutação” de partículas exóticas, previsto em modelos teóricos dessa classe quântica.
“Highly entangled non-equilibrium phases are notoriously hard to simulate with classical computers.”
(“Fases altamente entrelaçadas fora do equilíbrio são notoriamente difíceis de simular em computadores clássicos.”)— Melissa Will, Doutoranda em Física, Universidade Técnica de Munique
A pesquisa mostra que processadores quânticos não atuam apenas como dispositivos computacionais, mas também como plataformas experimentais indispensáveis para a investigação de novos estados da matéria.
Implicações e Próximos Passos
Os resultados ampliam significativamente as possibilidades para simulação de sistemas quânticos não-equilíbrio, inaugurando uma nova era em que computadores quânticos podem funcionar como laboratórios para explorar fenômenos antes inacessíveis. O conhecimento gerado pode influenciar desde a física básica até o desenvolvimento de tecnologias inovadoras em computação e comunicação quântica.
“Our results show that quantum processors are not just computational devices – they are powerful experimental platforms for discovering and probing entirely new states of matter.”
(“Nossos resultados mostram que processadores quânticos não são apenas dispositivos computacionais – eles são plataformas experimentais poderosas para descobrir e investigar estados totalmente novos da matéria.”)— Melissa Will, Doutoranda em Física, Universidade Técnica de Munique
Especialistas preveem que a continuidade dessas pesquisas poderá desvendar ainda mais fases quânticas e estabelecer bases para aplicações tecnológicas de amplo alcance, impulsionando estudos sobre ordens exóticas e partículas quânticas inéditas.
O avanço reportado, além de consolidar processadores quânticos como ferramentas essenciais na fronteira da ciência, motiva colaborações internacionais para aprofundar o mapa das fases quânticas dinâmicas e potencializar futuras inovações em materiais e computação.
Fonte: (ScienceDaily – Ciência)
