A retomada do termo quântico para o método científico tem sido pauta urgente da ciência e seus canais de divulgação da web. Para colaborar com esse processo separamos alguns avanços alcançados na área de física quântica e ainda apresentamos uma palestra sobre o tema que tivemos no Path.
O uso do termo "quântico" em pseudociências é uma prática que vem se tornando cada vez mais comum. Devido à popularidade da física quântica e à falta de compreensão geral sobre seus conceitos, muitas pessoas usam esse termo para dar credibilidade a diversas práticas que não têm base científica.
A física quântica é uma das áreas mais complexas e avançadas da ciência, e sua aplicação em outras áreas exige um conhecimento profundo e rigoroso dos princípios dessa teoria. No entanto, muitas pseudociências usam o termo "quântico" de forma superficial e inadequada, sem realmente entender o que ele significa.
Entre as práticas que usam o termo "quântico" de maneira questionável estão a cura quântica, a meditação quântica, a lei da atração quântica e muitas outras. Essas práticas afirmam usar conceitos da física quântica para explicar fenômenos que não têm base científica, como curas instantâneas, manifestações de desejos e outras promessas que não têm comprovação científica.
No entanto, o verdadeiro significado do termo "quântico" está relacionado a uma teoria que descreve o comportamento dos objetos no mundo subatômico. A física quântica é uma teoria que se baseia em conceitos como a dualidade onda-partícula, o princípio da incerteza e a superposição de estados. Esses conceitos são fundamentais para entender o comportamento dos objetos no mundo subatômico e têm aplicações importantes em áreas como a eletrônica, a criptografia e a computação quântica.
Além disso, a física quântica também tem implicações filosóficas e epistemológicas importantes. A teoria quântica desafia nossa compreensão intuitiva do mundo e nos mostra que a realidade é muito mais complexa do que imaginamos. Ela também nos mostra que o ato da observação pode alterar o comportamento dos objetos quânticos, o que tem implicações profundas para nossa compre
Diante disso, quais as principais inovações na área? Estamos avançando em pesquisas e muitos estudos começam a surgir com a possibilidade de mudar alguns conceitos físicos e abrindo portas para ultrapassar limites que antes não eram alcançáveis. Separamos o que há de novo em estudos e descobertas sobre física quântica e no final deixaremos uma palestra sobre como podemos investigar os limites da consciência, que tivemos no Path com o físico Gabriel Guerrer
Teletransporte de Energia Quântica
Um estudo recente comprova a possibilidade de extrair energia do vácuo quântico através do teletransporte de energia. Isso parece ir contra a lei física e o bom senso, mas os pesquisadores teletransportaram energia através de distâncias microscópicas em dois dispositivos quânticos separados, justificando a teoria proposta há 15 anos pelo físico teórico da Universidade de Tohoku, no Japão, Masahiro Hotta.
A energia não era livre; ele teve que ser desbloqueado usando o conhecimento comprado com energia em um local distante. A partir dessa perspectiva, o procedimento de Hotta parece menos com a criação e mais com o teletransporte de energia de um lugar para outro – uma ideia estranha, mas menos ofensiva. O teletransporte de energia é um fenômeno quântico genuíno e pode ser uma promessa na busca por novas fontes de energia limpa.
À medida que mais pesquisadores começaram a prestar atenção no trabalho de Hotta, seu trunfo quântico se tornou menos e menos notável. "Isso não é estranho, mágico ou milagroso", disse Unruh. “É um fenômeno quântico normal.”
Os especialistas afirmam que isso implica que outras partículas e vibrações podem se teletransportar usando a lógica quântica de Hotta – um resultado divertido em si mesmo, mas também importante para entender melhor o emaranhamento quântico. No entanto, também há um motivo mais prático para o entusiasmo com o trabalho de Hotta: ele oferece uma possível maneira de transferir energia entre sistemas quânticos separados – talvez até mesmo entre planetas.
Para testar isso, no ano passado dois grupos separados de pesquisadores avançaram muito além dos pensamentos hipotéticos de Hotta e realizaram os primeiros experimentos práticos para teletransportar energia quântica. O primeiro grupo de pesquisadores levou os experimentos ao vazio, enquanto o segundo usou áreas do espectro infravermelho e óptico para enviar energia entre objetos distantes.
Ambos os experimentos mostraram com sucesso que partículas e vibrações podem ser transferidas por meio da informação codificada em sinais quânticos enviados por meio de diversas distâncias – um marco importante na descoberta da física quântica.
O trabalho de Hotta abre novos caminhos para a transferência de energia quântica entre sistemas separados – um processo chamado teletransporte de energia quântica. Embora essa técnica ainda esteja longe de ser viabilizada para tecnologias domésticas, é importante compreender seus mecanismos subjacentes para que possamos criar circuitos futurísticos em laboratórios e desenvolver novas maneiras de manipular o estado fundamental dos campos quânticos.
No ano passado, dois grupos bem-sucedidos estabeleceram esses princípios usando duas abordagens diferentes: transmissão por vácuo no espaço e transmissão usando campos infravermelhos e ópticos. Os dois grupos provaram que a teoria de Hotta funciona incorporando partículas e vibrações em sistemas remotos usando a informação codificada em sinais quânticos enviados por meio de diversas distâncias. O próximo passo é conectar esses sinais quânticos com algum tipo de dispositivo real para extrair energia dos campos quânticos em torno dele.
A descoberta de Masahiro Hotta sobre o teletransporte de energia quântica foi notável por sua paradoxalidade. O fato é que você não pode extrair energia "do nada" diretamente; você precisa injetar energia em um local remoto para aumentar as correlações entre campos distantes antes que a energia possa ser extraída.
Os experimentos bem-sucedidos do ano passado foram importantes etapas rumo à compreensão deste processo, pois demonstraram que partículas e vibrações podem ser transferidas usando informação codificada no vácuo ou em diferentes canais comuns, como áreas infravermelhas e ópticas.
Com isso em mente, os pesquisadores buscam agora maneiras de construir dispositivos reais que possam tirar proveito dessas técnicas e extrair energia dos campos quânticos circundantes, dando início à era do teletransporte de energia quântica.
Desenvolvimentos em física quântica para revolucionar a ciência da computação.
Apesar de ser um campo científico complexo, a física quântica tem se consolidado como a chave para desenvolver novas tecnologias e soluções para problemas antigos. Desta forma, a Computação Quântica vem ganhando força e sendo usada para revolucionar a Ciência da Computação.
Um dos principais desenvolvimentos na Ciência da Computação teórica deste ano foi a prova da Conjectura NLTS que envolveu Física Quântica. Esta prova contou com o trabalho de pesquisadores de outros campos, entre eles Física e Matemática, o que reforça o uso interdisciplinar comum na Ciência da Computação.
A Conjectura NLTS afirma que a conexão quântica entre partículas conhecida como emaranhamento quântico não é tão delicada quanto os físicos imaginavam. Esta descoberta tem implicações diretas para a compreensão do mundo físico e também para as possibilidades criptográficas que o entrelaçamento torna possível.
Outro desenvolvimento importante na Ciência da Computação veio por meio do uso de Redes Neurais e Inteligência Artificial para nos ajudar a melhorar nossas próprias redes neurais. Transformadores são um tipo de rede neural que processa informações de maneira semelhante ao cérebro humano e isso tem sido útil para solucionar problemas tão diversos quanto processamento de linguagem e classificação de imagens.
Por fim, mas não menos importante, surge o uso do Emaranhamento Quântico para alcançar o sigilo perfeito em comunicações criptografadas. Em outubro deste ano, pesquisadores conseguiram o grande feito de emaranhar três partículas que se encontravam a distâncias consideráveis, fortalecendo as possibilidades de Criptografia Quântica.
Em síntese, podemos dizer que os avanços na Física Quântica têm se mostrado fundamentais para o progresso da Ciência da Computação e também nos permitiu alcançar novas soluções para antigos problemas mantendo um alto nível de segurança. Com a computação quântica ganhando força, acreditamos que estaremos mais próximos de revolucionar a computação nos próximos anos.
A Correção de Erros Quânticos Estende a Vida Útil do Bit Quântico
Uma das descobertas mais recentes na área da Física Quântica é a possibilidade de extensão na vida útil dos bits quânticos. Pesquisadores de Yale, liderados por Michael Devoret, conseguiram isso pela primeira vez usando o processo conhecido como correção de erros quânticos – um processo projetado para manter a informação quântica intacta por um período de tempo mais longo do que se a mesma informação fosse armazenada em componentes de hardware sem qualquer correção.
Os sistemas quânticos são extremamente frágeis e afetados pelo fenômeno conhecido como decoerência – quando a informação armazenada em qubits perde rapidamente suas propriedades quânticas. É por isso que se desenvolveu o conceito de correção de erros quânticos. O objetivo deste processo é proteger o bit quântico de informação codificando-o em um sistema maior do que, em princípio, é necessário para representar um único qubit.
No Laboratório de Devoret, os qubits são construídos usando circuitos supercondutores resfriados a temperaturas 100 vezes menores do que as do espaço sideral e cada um dos qubits pode representar um ou um zero, ou mesmo os dois ao mesmo tempo. Isso dá origem à capacidade paralela de computação quântica, permitindo que os computadores façam cálculos potencialmente muito mais rápidos do que os computadores clássicos. No entanto, como já foi mencionado, esses sistemas são vulneráveis à decoerência e precisam da correção de erros quânticos para mantê-los funcionando.
Até agora, nenhum experimento tinha conseguido estender definitivamente a vida útil de um bit quântico na prática devido à fragilidade desses sistemas e às complicações dos componentes adicionais necessários para executar a correção de erros. Porém, o grupo de Devoret conseguiu mais do que dobrar a vida útil da informação quântica, com seu qubit corrigido por erros durando 1,8 milissegundos – resultado há muito esperado por aqueles no campo da Física Quântica.
Eles alcançaram esse resultado usando um código de correção de erros inventado em 2001 e também contando com um agente de aprendizado de máquina para ajustar o processo e melhorar o resultado. Volodymyr Sivak, ex-estudante do laboratório e agora cientista pesquisador do Google, afirmou para a Revista Científica Nature que esse desempenho não foi possível sem "uma combinação de um monte de tecnologias diferentes".
O sucesso prático da computação quântica dependerá da capacidade de criar bits quânticos com alta qualidade usando a correção de erros quânticos e experimentos como este começam a nos mostrar que tal feat é totalmente possível. Sivak disse que esse avança "válida uma suposição fundamental da computação quântica", tornando os resultados publicados na Nature extremamente entusiasmantes para aqueles interessados neste campo.
Em suma, extensões na vida útil dos bits quânticos através da correção de erros tem sido um objetivo muito procurado e desafiador no campo da Física Quântica há anos. O recente experimento realizado pelos pesquisadores em Yale provou que é possível estender significativamente a vida útil destes bits usando uma combinação complexa e sofisticada de tecnologias e agentes de aprendizado de máquina. Estes resultados oferecem grandes perspectivas para o futuro deste campo e podem abrir as portas para verdadeiras revoluções na computação clássica.
Limites das interações entre mente e matéria com o Físico Gabriel Guerrer no Festival Path
O mundo moderno tem sido abalado pela questão da intenção, a ideia de que nossas mentes são capazes de atrair qualquer coisa se misturou ao senso comum ofuscando o ponto de vista científico dessa interação entre mente e matéria. No entanto, o Doutor em Física Gabriel Guerrer foi à procura de respostas para provar cientificamente a possível interação mente-matéria. Para isso, ele desenvolveu seu pós-doutorado na USP e pesquisou a ação da intenção.
Você está pronto para explorar as fronteiras da física quântica? Venha descobrir com o físico Gabriel Guerrer na palestra do Festival Path sobre o assunto. Aqui você terá um vislumbre único, onde Gabriel irá falar sobre suas descobertas e compartilhará suas conclusões surpreendentes sobre as possíveis interações entre mente e matéria.