Equipe
confirmou teoria sobre a trajetória mais provável de circuito
supercondutor que permite compreender como sistemas quânticos mudam
até que atinjam uma condição permanente. A descoberta dos
pesquisadores representam um avanço significativo para o mundo da
física quântica.
O
princípio da superposição em física quântica é conhecido como o
gato de Schrödinger. O experimento idealizado por Erwin Schrodinger,
propõe que se um gato é colocado em uma caixa com três objetos -
um contador Geiger, uma substância radioativa e veneno que matará o
gato se o contador Geiger detectar decaimento radioativo - o gato
existe como vivo e morto até que a caixa seja aberta, quando ele
instantaneamente se torna vivo ou morto.
O
estudo, no entanto, demonstra que o processo não é imediato. Em vez
disso, a metáfora do gato segue uma trajetória contínua a partir
do seu estado inicial até que a tampa seja aberta e o seu estado
seja revelado - embora, neste caso, o gato seja um circuito
supercondutor muito frio feito de alumínio. Ao investigar o sistema,
os pesquisadores podem determinar onde no espectro o gato encontra-se
entre vivo ou morto, mesmo sem abrir a caixa.
“A
ideia
que tem intrigado as
pessoas por um longo tempo com este postulado é, como é que,
instantaneamente, você olha para algo e de repente 'poof', é vivo
ou morto?”, Disse Irfan Siddiqi, professor de física,
coautor do artigo. “Não é instantânea.
Há informações que fluem
para fora do sistema”.
No
estudo, os pesquisadores usaram um circuito que só pode ocupar dois
estados, fundamental e excitado. Pelo princípio da superposição, o
circuito - um tipo de qubit, ou unidade de informação quântica -
existe, em parte, em qualquer combinação desses dois estados. O
q-bit é colocado numa cavidade e trazido até uma temperatura de 20
millikelvin, perto de zero absoluto, para reduzir a sua resistência.
Na cavidade, é sondado por micro-ondas que afetam muito fracamente o
circuito - o equivalente apenas a abrir a tampa da caixa. O
recipiente do circuito, feito de alumínio, responde a uma certa
frequência que é dependente da combinação particular dos estados
fundamental e excitado que o circuito ocupa. Os pesquisadores então
amplificam o sinal para medir essa combinação.
Siddiqi
disse que o processo de sondagem do próprio qubit é o que estimula
a trajetória. “É o ato da
medição que está dirigindo o sistema. Se o gato estava morto e
vivo, ele deve permanecer desse
modo”, disse ele. “A
única razão que deixa esse estado é porque você está
perturbando-o, medindo esse estado.”
Os
resultados do estudo oferecem novas habilidades para controlar
sistemas quânticos, que por sua vez sustentam a promessa de uma nova
revolução tecnológica, disse Alexander Lvovsky, professor de
física da Universidade de Calgary. Siddiqi disse que as descobertas
podem ser aplicadas em computadores quânticos, que têm o potencial
de serem mais poderosos que os computadores atuais.
