Um novo estudo conduzido por pesquisadores do Centro de Física Quântica Computacional (CCQ) do Instituto Flatiron nos EUA, trouxe uma visão transformadora sobre os limites entre a computação clássica e quântica. Em janeiro de 2024, a equipe alcançou um marco inesperado: utilizar um computador clássico para resolver um problema que, até então, acreditava-se ser impossível sem o uso da tecnologia quântica. Essa descoberta revolucionária está abrindo caminho para novas abordagens em simulações quânticas.
Essa realização se deu em um problema desafiador envolvendo um sistema bidimensional de ímãs giratórios, uma tarefa de extrema complexidade. Inicialmente, supôs-se que apenas um computador quântico poderia resolver devido ao fenômeno do emaranhamento, esse fenômeno ao crescer, aumenta a dificuldade de simulação por computadores clássicos, tornando a tecnologia quântica uma ferramenta ideal para esses casos.
O fenômeno de confinamento e seu impacto na simulação clássica
Esse fenômeno é mais comum em sistemas unidimensionais, mas foi determinante neste experimento bidimensional. Essencialmente, o confinamento restringe a energia dentro do sistema, o que limita o crescimento do emaranhamento e torna o problema acessível para um computador clássico. Segundo o pesquisador principal, Joseph Tindall, “há uma fronteira que separa o que pode ser feito com computação quântica e o que pode ser feito com computadores clássicos”.
Esse fenômeno inesperado permitiu a simulação por um computador clássico e trouxe um novo parâmetro para a compreensão de sistemas quânticos bidimensionais. Os pesquisadores acreditam que o confinamento pode aparecer em outras configurações bidimensionais, impulsionando pesquisas adicionais sobre a dinâmica do emaranhamento e os limites entre computação clássica e quântica.
Superando as expectativas: computação clássica em destaque
A descoberta da equipe do Flatiron Institute torna-se ainda mais significativa ao considerar que, em junho de 2023, pesquisadores da IBM afirmaram que apenas um computador quântico seria capaz de resolver simulações de complexidade semelhantes. Em contraste, Joseph Tindall e sua equipe solucionaram o problema em apenas duas semanas, utilizando um computador clássico e sem recorrer a técnicas de ponta.
Essa conquista estabelece uma nova estrutura para explorar simulações quânticas, demonstrando que sistemas bidimensionais com fenômenos de confinamento podem ser abordados com ferramentas clássicas. Além disso, essa descoberta destaca um cenário em que o emaranhamento não se expande em larga escala devido ao modelo utilizado, possibilitando simulações que antes eram consideradas exclusivamente quânticas.
Implicações futuras e novas fronteiras na computação
Esse experimento fornece uma visão sem precedentes sobre os pontos de interseção entre as capacidades clássicas e quânticas, incentivando uma pesquisa direcionada a entender melhor quando e como o emaranhamento se desenvolve em sistemas complexos. Os pesquisadores esperam que outras simulações quânticas possam ser revisadas sob essa perspectiva, possibilitando avanços não só na computação quântica, mas também no aprimoramento de algoritmos clássicos. Essa linha de pesquisa poderá redefinir os limites entre as duas tecnologias e abrir novas portas para a ciência e a tecnologia.