{"id":23171,"date":"2024-08-14T16:47:11","date_gmt":"2024-08-14T19:47:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/?p=23171"},"modified":"2025-04-03T10:29:40","modified_gmt":"2025-04-03T13:29:40","slug":"brasileiro-colabora-no-desenvolvimento-de-patente-que-deve-aprimorar-simulacoes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/brasileiro-colabora-no-desenvolvimento-de-patente-que-deve-aprimorar-simulacoes\/","title":{"rendered":"Brasileiro colabora no desenvolvimento de patente que deve aprimorar simula\u00e7\u00f5es"},"content":{"rendered":"\n

Estudo usa f\u00f3tons para o processamento de aleatoriedade em computadores qu\u00e2nticos que no futuro poder\u00e1 ser usado em sub-rotinas de processamento mais complexas<\/em><\/p>\n\n\n\n

Na computa\u00e7\u00e3o tradicional, a simula\u00e7\u00e3o da evolu\u00e7\u00e3o de eventos f\u00edsicos, como a previs\u00e3o do tempo ou o fluxo de fluidos, por exemplo, depende da gera\u00e7\u00e3o de n\u00fameros aleat\u00f3rios pelo sistema. A manipula\u00e7\u00e3o das distribui\u00e7\u00f5es de n\u00fameros aleat\u00f3rios ajuda em procedimentos como a integra\u00e7\u00e3o num\u00e9rica, importante em simula\u00e7\u00f5es do mercado financeiro, e de sistemas f\u00edsicos. Computadores qu\u00e2nticos podem fazer esse tipo de manipula\u00e7\u00e3o de aleatoriedade com vantagem sobre computadores convencionais, mas ainda n\u00e3o havia uma demonstra\u00e7\u00e3o convincente dessa funcionalidade.<\/p>\n\n\n\n

Um grupo de cientistas, do qual faz parte o brasileiro Ernesto Galv\u00e3o, do Instituto Ib\u00e9rico Internacional de Nanotecnologia (INL), em Braga, Portugal, em colabora\u00e7\u00e3o com a Sapienza Universit\u00e0 di Roma (Roma) desenvolveu e patenteou uma tecnologia que dever\u00e1 colaborar fortemente para que essas opera\u00e7\u00f5es complexas possam ser realizadas em computadores qu\u00e2nticos que usam a luz para realizar suas opera\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

No artigo \u201cPolarization-encoded photonic quantum-to-quantum Bernoulli factory based on a quantum dot source<\/a>\u201d, publicado em 26 de julho no peri\u00f3dico Science Advances, Ernesto e os outros cientistas que participaram da pesquisa revelam uma nova configura\u00e7\u00e3o para uma \u201cf\u00e1brica de Bernoulli\u201d qu\u00e2ntica. A f\u00e1brica de Bernoulli leva esse nome em homenagem ao matem\u00e1tico su\u00ed\u00e7o Jacob Bernoulli (1654\u20131705), que fez contribui\u00e7\u00f5es fundamentais \u00e0 teoria das probabilidades. A ideia de uma “f\u00e1brica de Bernoulli” refere-se a um processo ou algoritmo que transforma uma sequ\u00eancia de resultados aleat\u00f3rios, como lan\u00e7amentos de moedas, com uma determinada probabilidade, em outra sequ\u00eancia, com uma probabilidade diferente e controlada.<\/p>\n\n\n\n

Na computa\u00e7\u00e3o tradicional que usamos hoje, o processamento das informa\u00e7\u00f5es ocorre pela passagem de corrente el\u00e9trica (1) ou sua aus\u00eancia (0) pelos circuitos. Na computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica, h\u00e1 o fen\u00f4meno da sobreposi\u00e7\u00e3o, no qual o estado pode combinar simultaneamente as propriedades de 0 e 1. No caso dos computadores qu\u00e2nticos fot\u00f4nicos, o f\u00f3ton pode, al\u00e9m de estar sobreposto, possuir n\u00edveis diferentes de cores, ou seja, de energia e frequ\u00eancia. \u00c9, obviamente, mais complexo que jogar cara ou coroa em uma moeda, mas muito mais bonito e representa um avan\u00e7o significativo na manipula\u00e7\u00e3o de aleatoriedade em computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica.<\/p>\n\n\n\n

Em Roma, os cientistas fizeram o experimento com tr\u00eas f\u00f3tons, criados a partir de um \u201cponto qu\u00e2ntico\u201d, um \u00e1tomo artificial que emite luz. Esses f\u00f3tons percorriam uma mesa \u00f3tica, com uma s\u00e9rie de cristais e espelhos controlando o caminho da luz. Utilizando um interfer\u00f4metro fot\u00f4nico, que processa informa\u00e7\u00f5es atrav\u00e9s da polariza\u00e7\u00e3o de f\u00f3tons, a equipe demonstrou a possibilidade de implementar qualquer protocolo de manipula\u00e7\u00e3o de aleatoriedade permitido pela mec\u00e2nica qu\u00e2ntica.<\/p>\n\n\n

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\"Foto
Pesquisa do Quantum Technology Laboratory (foto), na It\u00e1lia, e do Instituto Ib\u00e9rico Internacional de Nanotecnologia, em Portugal, cria sub-rotina de gera\u00e7\u00e3o de aleatoriedade em computadores qu\u00e2nticos que usam a luz.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Essa pesquisa abre portas para o uso de f\u00e1bricas de Bernoulli qu\u00e2nticas como sub-rotinas em computa\u00e7\u00f5es qu\u00e2nticas maiores, marcando um avan\u00e7o importante no processamento de informa\u00e7\u00f5es com luz qu\u00e2ntica. Al\u00e9m disso, os pesquisadores est\u00e3o protegendo sua descoberta com uma patente, sinalizando o potencial comercial e tecnol\u00f3gico desse avan\u00e7o. Ernesto explica que a patente cobre a \u201cprograma\u00e7\u00e3o\u201d da mesa \u00f3tica, que \u00e9 o que define a fun\u00e7\u00e3o que vai transformar um dado aleat\u00f3rio de entrada para gerar um dado de sa\u00edda, num trabalho \u201cqu\u00e2ntico-para-qu\u00e2ntico\u201d. Imagine que, ao chegar um n\u00famero aleat\u00f3rio ao sistema, a fun\u00e7\u00e3o aplicada \u00e9 a de somar esse dado, elev\u00e1-lo ao quadrado, subtrair ou at\u00e9 dividir, por exemplo.<\/p>\n\n\n\n

\u201cNa patente a gente escreve como fazer essas combina\u00e7\u00f5es da mesa \u00f3tica e manipula\u00e7\u00e3o dos f\u00f3tons. Quer fazer a transforma\u00e7\u00e3o A? Esse \u00e9 o jeito de montar. Quer fazer a transforma\u00e7\u00e3o B? Esse \u00e9 o jeito de montar. A gente tem uma sistem\u00e1tica de como fazer essa manipula\u00e7\u00e3o\u201d, explica Ernesto, em entrevista ao Boletim SBF<\/a><\/strong>. \u201cQual \u00e9 a chance de chover amanh\u00e3? Qual \u00e9 a chance de acontecer uma certa coisa no futuro, dada a situa\u00e7\u00e3o do presente? Para fazer esse tipo de simula\u00e7\u00e3o, voc\u00ea tem que gerar n\u00fameros aleat\u00f3rios. E tem v\u00e1rios algoritmos de simula\u00e7\u00e3o que precisam fazer esse tipo de transforma\u00e7\u00e3o. Isso sugere que voc\u00ea pode ter uma vantagem em computadores qu\u00e2nticos maiores no futuro, ao fazer bem essas transforma\u00e7\u00f5es de distribui\u00e7\u00f5es de probabilidade.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Para o pesquisador, no futuro, talvez essa descoberta da qual ele participou possa se transformar em uma sub-rotina usada dentro de uma rotina computacional qu\u00e2ntica mais complicada, que ajudar\u00e1 a realizar melhores previs\u00f5es. \u201cN\u00f3s mostramos esse pequeno peda\u00e7o da sub-rotina, que muda uma distribui\u00e7\u00e3o de probabilidades, mostrando como fazer isso de maneira qu\u00e2ntica, de um jeito sistem\u00e1tico\u201d, afirma. E que essa descoberta impulsione novas pesquisas que possam colaborar para o desenvolvimento e a sustentabilidade ambiental no mundo.<\/p>\n\n\n\n

(Colaborou Roger Marzochi)<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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