Um estudo divulgado nesta quarta-feira (5) pela revista Nature apresentou uma simulação inédita de um estado da matéria ainda não observado experimentalmente. A pesquisa foi realizada pelo Google em parceria com a Universidade Técnica de Munique, na Alemanha, e a Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, utilizando os processadores quânticos Sycamore e Willow.
O trabalho aplicou condições conhecidas como regime Floquet, nas quais sistemas são submetidos a impulsos periódicos. A técnica força os átomos simulados a buscar equilíbrio de forma distinta da observada em estados tradicionais da matéria, como sólidos ou líquidos. Segundo os autores, esse tipo de simulação exige controle sobre variáveis consideradas inacessíveis em experimentos convencionais.
Uso de até 58 qubits nas simulações
A equipe utilizou até 58 qubits, unidades de informação da computação quântica que podem assumir 0 e 1 simultaneamente por meio do fenômeno da superposição. A abordagem permitiu manipular átomos altamente emaranhados, um dos fatores que tornam esses experimentos impraticáveis em computadores clássicos.
Pesquisas anteriores conduzidas por instituições como Harvard, MIT e Cornell já haviam tentado simular fases inexistentes da matéria. O novo trabalho amplia esse campo ao explorar estados de não equilíbrio com entrelaçamento elevado, considerados difíceis de modelar fora de ambientes quânticos.
Diferença em relação a estudos anteriores
A pesquisadora Melissa Will, primeira autora do artigo, afirmou que “fases de não equilíbrio entrelaçadas são complexas para simulação clássica”, destacando o papel dos processadores quânticos no avanço da investigação.
Na comunidade científica, o estudo chamou atenção por basear suas conclusões exclusivamente na simulação, sem afirmar que o estado da matéria foi produzido fisicamente. A abordagem contrasta com um trabalho divulgado pela Microsoft em fevereiro, que recebeu críticas por não apresentar evidências suficientes da criação experimental de um novo estado quântico.
A pesquisadora Bárbara Amaral, do Instituto de Física da USP, observou que o artigo publicado na Nature se diferencia por “observar o comportamento virtual, sem afirmar que o estado foi produzido experimentalmente”. Segundo ela, esse ponto é fundamental para garantir precisão no debate sobre os limites atuais da física da matéria condensada.
Avanço para futuras simulações
Os autores afirmam que os resultados indicam a possibilidade de investigar fenômenos complexos de forma controlada por meio de processadores quânticos de maior escala. A simulação, segundo o grupo, pode abrir caminho para a exploração de fases de matéria que não podem ser recriadas em laboratório com a tecnologia atual.
Ainda não há previsão de quando experimentos físicos poderão reproduzir as condições simuladas. O estudo destaca que a computação quântica permanece, por enquanto, como a principal ferramenta para analisar comportamentos dessa natureza.