Físicos confirmam mecânica quântica em sistema de 73 qubits
Uma equipe internacional de físicos desenvolveu um detector de mentiras quântico usando o teste de Bell para verificar o comportamento quântico genuíno em sistemas grandes. Ao testar até 73 qubits, eles demonstraram correlações impossíveis na física clássica. Esse avanço confirma que computadores quânticos exibem efeitos quânticos autênticos em grande escala.
Físicos da Universidade de Leiden, nos Países Baixos, da Universidade Tsinghua, em Pequim, e da Universidade de Zhejiang, em Hangzhou, criaram um teste rigoroso para determinar se sistemas quânticos grandes seguem verdadeiramente a mecânica quântica ou apenas a simulam. Apelidado de 'detector de mentiras quântico', o experimento se baseia no teste de Bell, originalmente projetado pelo físico John Bell, para detectar não-localidade quântica—onde partículas se influenciam instantaneamente através de distâncias, um fenômeno reconhecido com o Prêmio Nobel de Física de 2022.
A equipe, incluindo os físicos teóricos Jordi Tura, Patrick Emonts e a candidata a doutorado Mengyao Hu de Leiden, juntamente com colegas das outras instituições, expandiu os limites ao examinar correlações de Bell em sistemas de até 73 qubits, as unidades fundamentais dos computadores quânticos. Em vez de medir diretamente essas correlações complexas, eles otimizaram para minimização de energia, uma tarefa que dispositivos quânticos lidam de forma eficiente.
Usando um processador quântico supercondutor, os pesquisadores geraram um estado quântico especial em 73 qubits e registraram níveis de energia muito abaixo dos alcançáveis classicamente, com uma diferença de 48 desvios padrão—indicando resultados improváveis por acaso. Eles também certificaram correlações de Bell multipartitas genuínas, que exigem a participação de todos os qubits, obtendo sucesso até 24 qubits em uma série de estados de baixa energia.
A mecânica quântica governa o comportamento de partículas minúsculas como átomos e elétrons, apresentando efeitos contraintuitivos como não-localidade. Este estudo marca a primeira certificação de tal comportamento quântico profundo em sistemas dessa escala, provando que computadores quânticos não são apenas maiores, mas mais autenticamente quânticos. As descobertas abrem caminho para comunicação quântica aprimorada, criptografia mais segura e algoritmos quânticos avançados.