Os físicos acabaram de construir um detector de mentiras quânticas. Funciona

Você pode chamá -lo de ‘detector de mentiras quânticas’: o teste de Bell, projetado pelo famoso físico John Bell. Este teste mostra se uma máquina, como um computador quântico, está realmente usando efeitos quânticos ou apenas os imita.

À medida que as tecnologias quânticas se tornam mais maduras, são necessários testes cada vez mais rigorosos da quantumidade. Neste novo estudo, os pesquisadores levaram as coisas para o próximo nível, testando correlações de sino em sistemas com até 73 qubits – os blocos básicos de construção de um computador quântico.

O estudo envolveu uma equipe global: os físicos teóricos Jordi Tura, Patrick Emonts, o candidato a doutorado Mengyao Hu da Universidade de Leiden, juntamente com colegas da Universidade de Tsinghua (Pequim) e físicos experimentais da Universidade de Zhejiang (Hangzhou).

O mundo da física quântica

A mecânica quântica é a ciência que explica como as pequenas partículas do universo – como átomos e elétrons – se comportam. É um mundo cheio de idéias estranhas e contra -intuitivas.

Um deles é a não -localidade quântica, onde as partículas parecem se afetar instantaneamente, mesmo quando distantes. Embora pareça estranho, é um efeito real e ganhou o Prêmio Nobel de Física em 2022. Esta pesquisa está focada em provar a ocorrência de correlação não -local, também conhecida como correlações de sino.

Experimentação inteligente

Era um plano extremamente ambicioso, mas a estratégia bem otimizada da equipe fez toda a diferença. Em vez de tentar medir diretamente as correlações complexas de sino, eles se concentraram em algo que os dispositivos quânticos já são bons em: minimizar a energia.

E valeu a pena. A equipe criou um estado quântico especial usando 73 qubits em um processador quântico supercondutor e mediu energias muito abaixo do que seria possível em um sistema clássico. A diferença foi impressionante – 48 desvios padrão – tornando quase impossível que o resultado tenha sido devido ao acaso.

Mas a equipe não parou por aí. Eles passaram a certificar um tipo raro e mais exigente de não local – conhecido como correlações genuínas de sinos multipartidos. Nesse tipo de correlação quântica, todos os qubits no sistema devem estar envolvidos, dificultando a geração – e ainda mais difícil de verificar. Notavelmente, os pesquisadores conseguiram preparar uma série inteira de estados de baixa energia que passaram neste teste até 24 qubits, confirmando essas correlações especiais com eficiência.

Esse resultado mostra que os computadores quânticos não estão apenas ficando maiores – eles também estão se tornando melhores em exibir e provando comportamento verdadeiramente quântico.

Por que isso importa

Este estudo prova que é possível certificar o comportamento quântico profundo em sistemas grandes e complexos – algo nunca fez nessa escala antes. É um grande passo para garantir que os computadores quânticos sejam realmente quânticos.

Essas idéias são mais do que apenas teóricas. Compreender e controlar as correlações do sino pode melhorar a comunicação quântica, tornar a criptografia mais segura e ajudar a desenvolver novos algoritmos quânticos.