Um artigo publicado este mês na revista Nature Physics Ele revela como os computadores quânticos podem ajudar a entender um cenário possível para o fim do universo. Embora esses dispositivos ainda estejam em desenvolvimento, eles já mostram o potencial de resolver problemas que desafiam a física tradicional.
O estudo foi liderado pelo professor Zlatko Papic da Universidade de Leeds, Inglaterra, e usou um computador quântico de 5.564 quibits para simular um fenômeno chamado “False Astroum Decay”. Esse processo ocorre quando um estado aparentemente estável do universo de colapso, desencadeando mudanças catastróficas na realidade.
Na mecânica quântica, o verdadeiro vácuo é o estado mais estável possível de um campo. No entanto, existem estados chamados metaestáveis, que parecem estáveis, mas podem eventualmente se deteriorar para um nível de energia mais baixo. Se isso acontecer com o campo Higgs, por exemplo, o resultado seria a criação de uma bolha em expansão que alteraria completamente as leis da física conhecida, eliminando tudo o que existe.
Segundo Papic, em entrevista ao site IflscienceO desafio era encontrar um problema que os computadores quânticos pudessem resolver com sua capacidade atual. “Precisávamos de algo difícil para computadores clássicos, mas não impossível para dispositivos quânticos antecipados”.
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Para ilustrar esse conceito, o Papic comparou a falsa decaimento do vácuo a um fenômeno de água super resgatada. Quando a água é resfriada abaixo do ponto de congelamento sem congelar, um pequeno impacto é suficiente para se solidificar instantaneamente. O vácuo falso pode se comportar da mesma forma, mas a simulação mostrou que o processo é mais complexo do que se imaginou.
Os resultados indicaram que o decaimento ocorre com a formação de bolhas de tamanhos diferentes, que interagem e colidem de maneiras inesperadas. “Não prevemos que o processo foi tão complicado”, disse Papic. “O tamanho da bolha influencia a maneira como eles evoluem e se combinam, o que torna tudo muito mais dinâmico”.
O próximo passo da equipe é expandir o modelo para duas e três dimensões, o que exigirá ainda mais poder computacional. De acordo com a Papic, os computadores quânticos podem ajudar no futuro a responder a perguntas fundamentais que desafiam os físicos há décadas. “Temos uma chance real de explorar problemas que só poderíamos abordar com teoria e papel”.
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