{"id":24404,"date":"2024-10-09T15:44:28","date_gmt":"2024-10-09T18:44:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/?p=24404"},"modified":"2025-04-03T10:29:15","modified_gmt":"2025-04-03T13:29:15","slug":"cientistas-inovam-na-deteccao-de-emaranhamento-em-sistemas-quanticos-de-muitos-corpos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/cientistas-inovam-na-deteccao-de-emaranhamento-em-sistemas-quanticos-de-muitos-corpos\/","title":{"rendered":"Cientistas inovam na detec\u00e7\u00e3o de emaranhamento em sistemas qu\u00e2nticos de muitos corpos"},"content":{"rendered":"\n

Pedro Rosario nasceu em Monter\u00eda, na Col\u00f4mbia, e se apaixonou por F\u00edsica quando descobriu seu talento pela matem\u00e1tica durante o que corresponde ao Ensino M\u00e9dio daquele pa\u00eds. Formou-se em F\u00edsica ao final de 2021 e, em 2022, iniciou seu doutorado na Universidade Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar) com uma bolsa financiada pela Funda\u00e7\u00e3o Amparo \u00e0 Pesquisa do Estado de S\u00e3o Paulo (FAPESP).  Ap\u00f3s passar dois anos no interior de S\u00e3o Paulo, Rosario obteve, em 2024, uma bolsa de est\u00e1gio de pesquisa no exterior (BEPE) para realizar parte do doutorado na Universidade de Estrasburgo, na Fran\u00e7a. Ele \u00e9 o principal autor de uma pesquisa que poder\u00e1 alavancar a utiliza\u00e7\u00e3o da computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica, criando um m\u00e9todo eficaz para detectar o emaranhamento em sistemas qu\u00e2nticos de grandes propor\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

O resultado da pesquisa est\u00e1 no artigo \u201cDetecting Entanglement from Macroscopic Measurements of the Electric Field and Its Fluctuations<\/a>\u201d, publicado no peri\u00f3dico cient\u00edfico Physical Review Letters (PRL), no dia 31 de julho. Entre os autores da UFSCar, encontram-se Alan C. Santos, Andr\u00e9 Cidrim e Romain Bachelard. \u201cS\u00e3o Paulo, em particular, \u00e9 um dos melhores lugares para estudar informa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica e tecnologias qu\u00e2nticas atualmente no Brasil e, tamb\u00e9m, na Am\u00e9rica Latina e no mundo. H\u00e1 pesquisadores muito bons em S\u00e3o Carlos, Campinas e S\u00e3o Paulo.\u00a0 Em particular, na UFSCar tem grupos muito bons na \u00e1rea, como os liderados pelos professores Celso Villas-B\u00f4as e Romain Bachelard\u201d, diz P. Rosario sobre sua decis\u00e3o de estudar no Pa\u00eds, em entrevista ao Boletim SBF<\/strong>.<\/p>\n\n\n

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\"Estudante
Estudante de doutorado da UFSCar, Pedro Rosario \u00e9 o primeiro autor de artigo publicado na PRL.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Mas por que \u00e9 t\u00e3o importante essa pesquisa? Segundo Rosario, o emaranhamento qu\u00e2ntico, um fen\u00f4meno em que part\u00edculas ficam interligadas de tal forma que o estado de uma afeta diretamente o estado da outra, mesmo que estejam separadas por grandes dist\u00e2ncias, \u00e9 uma pe\u00e7a central nas tecnologias qu\u00e2nticas. Identificar e medir esse emaranhamento, no entanto, \u00e9 um grande desafio, especialmente em sistemas grandes, como os usados em computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica. \u201cQuando voc\u00ea tem tr\u00eas, quatro, cinco part\u00edculas ou mais, quantificar\/detectar o emaranhamento \u00e9 muito complicado\u201d, explica. Isso porque, normalmente, m\u00e9todos tradicionais como a tomografia qu\u00e2ntica da matriz densidade exigem medi\u00e7\u00f5es complexas, que se tornam invi\u00e1veis em grandes escalas.<\/p>\n\n\n\n

A pesquisa, liderada pelo professor Romain Bachelard, prop\u00f5e uma abordagem inovadora para superar essas dificuldades. \u201cN\u00f3s estamos pegando o campo el\u00e9trico, que \u00e9 uma quantidade macrosc\u00f3pica que voc\u00ea pode medir no laborat\u00f3rio, e o estamos medindo para determinar se o estado qu\u00e2ntico das part\u00edculas est\u00e1 emaranhado ou n\u00e3o\u201d, explica. Isso significa que, em vez de medi\u00e7\u00f5es individuais de cada part\u00edcula, algo dif\u00edcil de ser feito em sistemas grandes, o m\u00e9todo se baseia em medi\u00e7\u00f5es macrosc\u00f3picas do campo el\u00e9trico espalhado por uma nuvem de \u00e1tomos.<\/p>\n\n\n\n

O uso de testemunhas de emaranhamento \u2014 desigualdades matem\u00e1ticas que indicam a presen\u00e7a de emaranhamento \u2014 continua sendo parte essencial da detec\u00e7\u00e3o. No entanto, o que diferencia o trabalho de Rosario \u00e9 que eles desenvolveram um conjunto de oito novas desigualdades: se uma dessas desigualdades \u00e9 violada, o sistema est\u00e1 emaranhado. \u201cSe apenas uma dessas desigualdades \u00e9 violada, podemos afirmar que o sistema est\u00e1 emaranhado\u201d, diz ele. E a grande inova\u00e7\u00e3o do m\u00e9todo \u00e9 que ele funciona independentemente do tamanho do sistema. \u201cO n\u00famero de part\u00edculas n\u00e3o \u00e9 mais uma limita\u00e7\u00e3o. N\u00f3s podemos detectar o emaranhamento em sistemas com cem, mil, um milh\u00e3o de part\u00edculas.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Essas descobertas podem ter um impacto significativo em uma ampla gama de sistemas qu\u00e2nticos, como \u00e1tomos aprisionados, circuitos supercondutores, \u00e1tomos em espa\u00e7o livre e at\u00e9 mesmo \u00e1tomos gigantes de Rydberg. \u201cEsse m\u00e9todo pode ser aplicado em qualquer sistema at\u00f4mico onde o espalhamento do campo el\u00e9trico \u00e9 poss\u00edvel\u201d, afirma Vargas.<\/p>\n\n\n\n

Outro ponto importante destacado na entrevista \u00e9 a simplicidade das medi\u00e7\u00f5es. \u201cN\u00f3s estamos medindo o campo el\u00e9trico espalhado pela nuvem de \u00e1tomos. Voc\u00ea tem uma nuvem de \u00e1tomos e eles espalham uma luz. Essa luz espalhada, n\u00f3s a medimos, e simplesmente medindo-a, podemos dizer se o sistema \u00e9 emaranhado ou n\u00e3o\u201d, explica Rosario. Essa simplicidade \u00e9 uma das raz\u00f5es pelas quais o artigo foi aceito pela PRL, um dos peri\u00f3dicos mais prestigiados do mundo cient\u00edfico, lembra o cientista.<\/p>\n\n\n\n

Embora seja uma pesquisa te\u00f3rica, o foco do trabalho est\u00e1 na aplicabilidade experimental. Como o pr\u00f3prio Rosario explica, \u201choje em dia, empresas como IBM, Google, Amazon e outras grandes companhias est\u00e3o investindo muito em tecnologias qu\u00e2nticas. Elas est\u00e3o procurando ferramentas para medir o emaranhamento em sistemas de muitas part\u00edculas\u201d. O m\u00e9todo desenvolvido na UFSCar, com colabora\u00e7\u00e3o de cientistas da It\u00e1lia e da Fran\u00e7a, visa preencher essa lacuna, oferecendo uma solu\u00e7\u00e3o pr\u00e1tica para esses desafios. \u201cNossas ferramentas foram pensadas para aplica\u00e7\u00f5es experimentais em sistemas muito grandes, como os que essas empresas est\u00e3o desenvolvendo.\u201d<\/p>\n\n\n\n

O estudo de P. Rosario, apesar de inovador, n\u00e3o surgiu em um v\u00e1cuo. H\u00e1 propostas similares, mas que, segundo ele, utilizam quantidades diferentes para detectar o emaranhamento. \u201cN\u00f3s propomos como figura do m\u00e9rito o campo el\u00e9trico espalhado por uma nuvem de \u00e1tomos. O campo el\u00e9trico \u00e9 uma quantidade muito conhecida, e intuitiva de estudar\u201d, diz. No contexto da computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica, o emaranhamento \u00e9 uma pe\u00e7a fundamental, pois \u00e9 ele uma das ferramentas que permite um aumento significativo na velocidade das opera\u00e7\u00f5es computacionais, em compara\u00e7\u00e3o com os computadores cl\u00e1ssicos.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Com essas contribui\u00e7\u00f5es, a pesquisa desenvolvida pela equipe da UFSCar, n\u00e3o s\u00f3 simplifica a detec\u00e7\u00e3o de emaranhamento em grandes sistemas qu\u00e2nticos, como tamb\u00e9m abre novas portas para o avan\u00e7o das tecnologias qu\u00e2nticas. Em uma \u00e1rea em r\u00e1pida expans\u00e3o, onde grandes empresas est\u00e3o investindo bilh\u00f5es para desenvolver computadores qu\u00e2nticos mais eficientes, ferramentas como essas s\u00e3o essenciais para impulsionar a pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o de inova\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica.<\/p>\n\n\n\n

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

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