Com o potencial de realizar cálculos muito além do alcance de supercomputadores convencionais, espera-se que as máquinas que utilizam certos fenômenos da física quântica mudem a maneira como o mundo resolve problemas complexos. Eles ajudarão os cientistas a desenvolver células solares mais eficientes e medicamentos mais eficazes, e até mesmo causar impacto na inteligência artificial. Isso ocorre porque, diferentemente dos computadores atuais que trabalham manipulando bits binários existentes em um dos dois estados, 0 ou 1, os computadores quânticos usam qubits ou bits quânticos. Estes representam um estado de um átomo ou partícula elementar (como o spin) com uma capacidade de armazenar múltiplos valores de uma vez, um fenômeno conhecido como superposição.
Tais sistemas envolvem a noção de entrelaçamento quântico – o que Albert Einstein certa vez chamou de ação fantasmagórica à distância. Eles não podem ser descritos independentemente um do outro, independentemente de quão distantes estejam. Graças a essa propriedade de emaranhamento, os qubits individuais podem ser ligados uns aos outros de tal maneira que eles possam possuir informações sobre o resto do registro. Isso permite que os computadores quânticos processem os dados simultaneamente versus sequencialmente, executando algoritmos em tempo recorde. No entanto, é um verdadeiro desafio gerar emaranhamento e gerenciar qubits.
Entre no projeto RYSQ, financiado pela UE, que deu grandes passos para melhorar a compreensão dos cientistas sobre os sistemas quânticos de muitos corpos. O projeto terminou em 2018, mas uma equipe de cientistas, desenvolvedores de jogos, designers e artistas visuais baseados no parceiro de projeto Aarhus University desenvolveu recentemente uma maneira divertida de ensinar a dinâmica envolvida em sistemas complexos. A equipe acredita que seu jogo e simulador chamado Rydbergator poderia ser benéfico para o campo da computação quântica.
Como funciona?
O jogo se concentra em átomos que interagem uns com os outros a uma grande distância. Como pode ser visto no site da equipe, o jogo faz uso do modelo do átomo dinamarquês Niels Bohr, onde os elétrons dentro dos átomos pulam entre diferentes estados. Estes são conhecidos como estado fundamental e estado excitado. O estado fundamental refere-se ao nível de energia que um elétron normalmente ocupa. Se for dada energia extra, por exemplo, se absorver um fóton ou um pacote de luz, ou colidir com um átomo ou partícula próximo, um elétron pode se tornar excitado.
O mesmo site afirma: “O modelo explica as investigações espectroscópicas do cientista sueco Johannes Rydberg e, em particular, revela que os elétrons podem orbitar o núcleo atômico a uma grande distância, muito parecido com os planetas exteriores do sistema solar. Tais órbitas são referido como Rydberg afirma, com o elétron atômico colocado em uma órbita que está longe do núcleo iônico “. Quando isso acontece, até os elétrons de outros átomos distantes são afetados em seu movimento, e isso resulta em padrões complexos de átomos do estado terrestre e excitado em grandes conjuntos atômicos.
O projeto Rydberg Quantum Simulators (RYSQ) de três anos foi criado para capitalizar a versatilidade dos átomos de Rydberg, a fim de abordar uma variedade de simulações quânticas. Um vídeo apresenta as características do jogo e convida o espectador a explorar o jogo e simular a excitação de átomos nos estados de Rydberg.
Publicado em 20/07/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-07-fun-atoms.html
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