Pesquisadores da California Polytechnic State University desenvolveram uma técnica que utiliza variações periódicas de campos magnéticos para criar estados quânticos inexistentes na natureza sem esse estímulo.
A abordagem abre novas possibilidades para a computação quântica ao gerar materiais com propriedades únicas. O estudo é liderado pelo professor Ian Powell e pelo físico Louis Buchalter.
A técnica aplica a chamada engenharia Floquet, sincronizando mudanças no fluxo magnético em intervalos precisos. O resultado é a formação de fases topológicas exóticas, que oferecem maior resistência a ruídos e imperfeições.
Publicado na revista Physical Review B sob o título ‘Flux-Switching Floquet Engineering’, o artigo descreve detalhadamente o diagrama de fases do sistema. Ele revela padrões matemáticos similares aos observados em modelos teóricos de dimensões superiores.
Segundo Powell, o sucesso da técnica reside em um princípio fundamental: algumas propriedades valiosas não dependem apenas da composição do material, mas de como ele é manipulado ao longo do tempo. Quando o campo magnético é ativado, desativado e invertido em sequência regular, os elétrons reorganizam suas fases, criando uma forma de matéria dinâmica sem equivalente estático.
Essa manipulação pode levar ao desenvolvimento de circuitos quânticos onde erros são naturalmente minimizados. Isso reduz a necessidade de sistemas complexos de correção de falhas.
Os resultados apresentados no estudo são baseados em simulações teóricas e cálculos. Powell destaca que o próximo passo é testar a técnica em laboratórios com átomos a temperaturas próximas do zero absoluto.
Buchalter, que concluiu sua graduação em 2025 e se prepara para um mestrado na Universidade de Washington, ressalta o aprendizado obtido no projeto. Ele menciona que a pesquisa o ensinou a lidar com processos de tentativa e erro, além de traduzir descobertas técnicas em explicações acessíveis.
Para a indústria, os benefícios potenciais são significativos, com a possibilidade de chips quânticos operando por longos períodos sem perda de informação. Setores como modelagem de proteínas e finanças de alta frequência poderiam ser transformados por essa tecnologia.
O trabalho também demonstra que sistemas manipulados com parâmetros variáveis no tempo podem simular dimensões adicionais. Isso sugere que plataformas experimentais simples, como átomos ultrafrios em armadilhas a laser, podem explorar teorias antes consideradas inviáveis.
Conforme relatado pelo portal ScienceDaily, a técnica mapeia a transição entre estados convencionais e novas fases dinâmicas protegidas. Esse mapeamento oferece um guia para o desenvolvimento de futuras plataformas de hardware quântico com maior estabilidade.
Os autores argumentam que o controle de magnetismo em experimentos deve receber tanta atenção quanto o desenvolvimento de semicondutores. Países que investem em laboratórios de baixas temperaturas poderiam adotar protocolos semelhantes para avançar em tecnologias quânticas independentes.
No futuro próximo, a comunidade científica planeja replicar esses cálculos em supercomputadores para testar a resistência das fases dinâmicas a perturbações reais. Se os resultados forem confirmados, redes quânticas com taxas de erro extremamente baixas podem redefinir áreas como inteligência artificial e simulação de sistemas complexos.
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