Físicos criam o cristal de tempo mais complexo em computador quântico

Pesquisadores produziram o cristal de tempo mais intricado até o momento usando um computador quântico supercondutor da IBM. Este material quântico bidimensional repete sua estrutura no tempo, ciclizando através de configurações indefinidamente. A conquista avança o entendimento de sistemas quânticos e seu potencial para design de materiais.

Cristais de tempo diferem de cristais tradicionais, que apresentam padrões atômicos repetidos no espaço. Em vez disso, cristais de tempo exibem um padrão que se repete no tempo, mantendo suas configurações sem entrada de energia externa, desde que a interferência ambiental seja mínima. Nicolás Lorente no Donostia International Physics Center na Espanha, juntamente com colegas, utilizou 144 qubits supercondutores em um arranjo em favo de mel em um computador quântico da IBM. Cada qubit simulava uma partícula com spin quântico, semelhante a componentes em materiais quânticos como ímãs. Ao modular as interações entre esses qubits ao longo do tempo com padrões de força específicos, a equipe gerou um cristal de tempo bidimensional — mais complexo que versões unidimensionais anteriores. Essa configuração permitiu que os pesquisadores mapeassem o diagrama de fases do sistema, ilustrando todos os estados possíveis sob condições variadas, semelhante a como um diagrama de fases da água indica fases sólida, líquida ou gasosa com base em temperatura e pressão. Jamie Garcia na IBM, não envolvido no estudo, observou que este trabalho “pode ser o primeiro de muitos passos que poderiam eventualmente levar a computadores quânticos ajudando a projetar novos materiais com base em uma visão mais completa de todas as propriedades possíveis que um sistema quântico pode ter, incluindo as tão estranhas quanto cristais de tempo”. As equações subjacentes se mostraram complexas demais para computadores convencionais sem aproximações, destacando as vantagens da computação quântica. No entanto, erros quânticos exigiram verificação cruzada com métodos clássicos para avaliar a confiabilidade. Biao Huang na University of Chinese Academy of Sciences comentou: “Sistemas bidimensionais são praticamente muito desafiadores de simular numericamente, então a simulação quântica em grande escala com mais de 100 qubits deve fornecer um ponto de ancoragem para pesquisas futuras”. Esse progresso liga cristais de tempo a aplicações em sensores quânticos e aprofunda as percepções sobre matéria quântica. Os achados aparecem em Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-025-67787-1).

Artigos relacionados

Novos cálculos sugerem que cristais de tempo, outrora vistos como uma peculiaridade quântica, podem servir como blocos de construção para relógios quânticos altamente precisos. Pesquisadores analisaram sistemas de partículas quânticas e descobriram que cristais de tempo mantêm melhor precisão ao medir intervalos de tempo curtos em comparação com fases convencionais. Esse desenvolvimento pode oferecer alternativas às tecnologias de medição de tempo existentes.

Reportado por IA

Cientistas na Austrália desenvolveram o maior simulador quântico até o momento, usando 15.000 qubits para modelar materiais quânticos exóticos. Este dispositivo, conhecido como Quantum Twins, pode ajudar a otimizar supercondutores e outras substâncias avançadas. Construído embutindo átomos de fósforo em chips de silício, oferece controle sem precedentes sobre propriedades de elétrons.

Pesquisadores da New York University desenvolveram um método para direcionar a montagem de partículas microscópicas em cristais usando luz. Esta técnica, detalhada na revista Chem, permite controle em tempo real sobre o crescimento e dissolução de cristais. A abordagem pode possibilitar novos materiais responsivos para aplicações em óptica e fotónica.

Reportado por IA

Pesquisadores da Universidade RPTU de Kaiserslautern-Landau simularam uma junção de Josephson usando átomos ultrafrios, revelando efeitos quânticos chave anteriormente ocultos em supercondutores. Ao separar condensados de Bose-Einstein com uma barreira de laser móvel, observaram degraus de Shapiro, confirmando a universalidade do fenômeno. Os achados, publicados na Science, ligam sistemas quânticos atômicos e eletrônicos.

 

 

 

Este site usa cookies

Usamos cookies para análise para melhorar nosso site. Leia nossa política de privacidade para mais informações.
Recusar