Pesquisadores da Universidade Stanford, nos Estados Unidos, conseguiram observar pela primeira vez, em tempo real, o momento em que uma unidade quântica de som — chamada fônon — desaparece, fenômeno conhecido como salto quântico.
Para isso, a equipe construiu um dispositivo em formato de diapasão sobre um chip e o conectou a um qubit supercondutor, componente típico de computadores quânticos, usado no experimento como detector.
Como funciona a experiência
Em escala do dia a dia, um som que se apaga — como o de um sino tocado — parece perder energia de forma contínua e gradual. Na escala quântica, porém, essa perda acontece em saltos, em pequenas unidades discretas de energia.
Os cientistas prepararam o sistema com aproximadamente um único fônon e realizaram medições repetidas para checar, a cada instante, se essa unidade de vibração ainda estava presente. Como o dispositivo mantinha a vibração por um período relativamente longo, foi possível acumular centenas de medições e flagrar exatamente o momento do desaparecimento.
Por que isso importa
A conquista tem valor prático porque medições repetidas desse tipo são pré-requisito para aplicações futuras da computação quântica, como a criação de memórias quânticas — sistemas capazes de armazenar informação quântica por mais tempo.
Os pesquisadores também pretendem usar sistemas mecânicos semelhantes para desenvolver técnicas de correção de erros, um dos maiores desafios enfrentados hoje por computadores quânticos, que precisam preservar estados frágeis e identificar falhas durante as operações.
Segundo os autores do estudo, os ressonadores mecânicos usados no experimento são promissores porque conseguem armazenar informação quântica por tempos relativamente longos e podem ser fabricados em escalas muito reduzidas. A descoberta se soma ao avanço global da computação quântica, que especialistas apontam como capaz de transformar setores como saúde, energia e segurança digital — com impactos que especialistas brasileiros já discutem até em estados como Alagoas, como mostrou o debate sobre como o estado pode avançar com a computação quântica.
Apesar do potencial, os próprios cientistas fazem ressalvas quanto ao ritmo da aplicação prática. O experimento ainda opera em temperaturas extremamente baixas, distantes das condições de um smartphone comum, e a técnica de medição precisa ser refinada: hoje, cada leitura preserva o número de fônons com cerca de 99% de precisão, mas repetições sucessivas acabam reduzindo o tempo de vida da vibração observada.
O próximo passo da equipe é conectar vários ressonadores mecânicos a um mesmo qubit, começando a construir uma memória quântica mecânica capaz de detectar — e futuramente corrigir — erros no sistema.