COMPUTAÇÃO QUÂNTICA SEM QUBITS USA FÓTONS TIRADOS DO NADA

Ilustração artística de 3 fótons emaranhados tirados do vácuo quântico - eles são usados como substitutos para os qubits. [Imagem: Antti Paraoanu]

Rodopios

Se você ainda não se acostumou à ideia do vácuo quântico e sua capacidade de fazer a matéria surgir do nada, um novo conceito para o uso prático dessa propriedade, de fato muito estranha, pode fazer sua cabeça rodar de vez. A ideia, que é essencialmente uma abordagem alternativa e muito mais radical para a computação quântica, consiste em usar as partículas que emergem do vácuo quântico para fazer cálculos. Ou seja, você não errará muito se disser que é uma "computação que emerge do nada", ou, como se trata de uma computação que utiliza fótons virtuais tornados reais, uma computação com "cores que surgem da escuridão".

Produção de fótons a partir do vácuo

Um grupo de físicos da Universidade de Aalto, na Finlândia, demonstrou experimentalmente que os fótons que emergem do vácuo quântico podem ser usados para codificar informações e fazer cálculos, substituindo os qubits por um novo tipo de computação quântica, diferente dos sistemas ópticos mais comumente desenvolvidos até agora. A equipe usou sensores magnéticos extremamente sensíveis, chamados SQUIDs (sigla em inglês para Dispositivos Supercondutores de Interferência Quântica), para criar um ressonador, um dispositivo que oscila naturalmente em frequências definidas. Esse ressonador supercondutor foi posto para funcionar a uma temperatura próxima do zero absoluto, quando cessa virtualmente qualquer movimento térmico. Visto de outro modo, este estado corresponde à mais completa escuridão, já que não está presente nenhum fóton - aqui nos referindo a uma partícula real da radiação eletromagnética, como a luz visível ou micro-ondas. E é aí, nesse estado conhecido como vácuo quântico, que se observam flutuações que trazem à existência fótons virtuais, ou partículas que surgem, se recombinam e desaparecem em períodos de tempo muito curtos.

Computação sem bits

Os pesquisadores finlandeses conseguiram converter esses fótons virtuais emergindo do vácuo quântico em fótons reais de radiação de micro-ondas, que podem ser produzidos com diferentes frequências, ou cores, usando o ressonador. Em outras palavras, assim como os experimentos anteriores haviam mostrado que o vácuo quântico é mais do que a total ausência de matéria, visto desse modo pode-se dizer que a escuridão também é mais do que a mera ausência de luz.

Esquema do dispositivo usado pela equipe para gerar fótons a partir da escuridão e usá-los para fazer cálculos. [Imagem: Pasi Lahteenmaki et al. - 10.1038/ncomms12548] A grande novidade é que os fótons de micro-ondas já nascem entrelaçados, ou seja, com uma conexão íntima entre eles. E o entrelaçamento é uma das propriedades mais exploradas pela computação quântica. Como essas correlações entre os fótons podem ser geradas de forma controlada pelo ressonador, o sistema na verdade dispensa os qubits tradicionais, lançando uma nova abordagem para a computação quântica. "Isso tudo sugere a possibilidade de utilizar as diferentes frequências para a computação quântica. Os fótons de diferentes frequências vão desempenhar um papel semelhante ao dos registradores nos computadores clássicos, e operações de portas lógicas poderão ser realizadas entre eles," explicou o professor Sorin Paraoanu. "Utilizando os sinais de micro-ondas multifrequenciais, podemos adotar uma abordagem alternativa [para a computação quântica] que cria portas lógicas como sequências de medições quânticas. Além disso, se usarmos os fótons criados no nosso ressonador, os bits quânticos físicos, ou qubits, tornam-se desnecessários," acrescentou Pertti Hakonen, outro membro da equipe. Bibliografia: Coherence and correlations from vacuum fluctuations in a microwave superconducting cavity Pasi Lahteenmaki, Gheorghe Sorin Paraoanu, Juha Hassel, Pertti J. Hakonen. Nature Communications. Vol.: 7, Article number: 12548. DOI: 10.1038/ncomms12548. FONTE: inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=computacao-quantica-sem-qubis-fotons-tirados-nada&id=010150160909

QUAL SERIA A SENSAÇÃO DE MORRER NO VÁCUO DO ESPAÇO?

Olhos explodindo, corpo congelando ou pulmões rasgando? Entenda o que realmente acontece com seu corpo no vácuo. Na sua frente, apenas a escuridão e estrelas muito distantes. Você não sente seu corpo, pois ele está muito leve. Seus olhos secos não conseguem acreditar no que está acontecendo e o ar já não existe. Isso seria muito bom se você estivesse apaixonado, mas deve ser péssimo quando você acabou de sair, sem proteção, no vácuo do espaço. Principalmente porque você sabe que em alguns segundos vai morrer. É por essa razão que astronautas precisam utilizar roupas especiais, revestidas com materiais próprios para o isolamento do corpo. Sem elas, o astronauta perderia os sentidos em poucos segundos, podendo chegar à morte em menos de um minuto. Há também uma série de mitos contados a respeito desse assunto, mas você sabe dizer quais são reais? O QUE REALMENTE ACONTECE NO VÁCUO? Considera-se que o vácuo seja a total ausência de matéria (visível ou invisível) em determinada região. Isso inclui os gases (como o oxigênio), que são responsáveis pela nossa sobrevivência. Logo, o vácuo não é seguro para quem está sem traje espacial. Se você – ou qualquer outra pessoa – estivesse no vácuo, não demoraria até que sentisse o que descrevemos no primeiro parágrafo. No primeiro momento, o oxigênio é expelido dos pulmões, fazendo com que a pessoa perca a consciência (por falta de oxigenação no cérebro) em cerca de 15 segundos. Depois disso, não demora mais do que dois minutos até que os órgãos parem de trabalhar e a pessoa venha a óbito.

A NASA diz, em seu site oficial, que em 1965 ocorreu uma experiência acidental com humanos no vácuo. Durante uma simulação, o traje de um astronauta (cujo nome não é divulgado) se rompeu. Ele ficou consciente por 14 segundos e em seguida desmaiou; logo em seguida, foi iniciada a despressurização do simulador e ele sobreviveu. Seguindo o relato, a NASA afirma que, quando recobrou a consciência, o astronauta disse ter ouvido o oxigênio saindo de seu corpo, assim como sentiu muita água em sua língua e a sensação de que ela estava fervendo. E SE PRENDER A RESPIRAÇÃO? É comum pensar que se estivermos com a respiração presa, poderemos aguentar mais tempo no vácuo. Essa é a forma menos eficaz de sobreviver no vácuo, pois a morte seria ainda mais rápida. Como o pulmão está cheio de gases, ao sair de um ambiente pressurizado para o vácuo, todos eles se expandiriam em instantes. Por essa razão, os pulmões seriam rompidos e você morreria em menos de 10 segundos. CONGELAMENTO,SANGUE FERVENDO E OUTROS MITOS Realmente é possível que o sangue sofra reações anormais no vácuo, mas dentro do corpo ele jamais ferveria. Ainda nas veias e artérias, o sangue não obedece às leis físicas que se aplicam ao vácuo e, por isso, não reage como faria em um ambiente sem matéria. Outro mito é em relação à temperatura no vácuo. Muitas pesquisas apontam para o fato de que não existe calor na ausência de matéria (sem átomos, não há como existir vibrações térmicas), por isso seria impossível morrer congelado ao ficar perdido no espaço. O que acontece é que o corpo vai perdendo calor lentamente (já sem vida) até chegar a um ponto em que possa congelar. Mas ninguém vive tempo o bastante para isso. http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=o-NSwzU7m7k Quer mais? Você se lembra-se filme “O Vingador do Futuro”, com Arnold Schwarzenegger? Em uma cena, ele aparece sem traje de segurança, em um planeta remoto, e seus olhos explodem. Isso é impossível, pois não há pressão suficiente no corpo humano para que ele cause “explosões”. Realmente, sair no vácuo do espaço é morte certa. É verdade que grande parte dos mitos que ouvimos acerca de explosões de órgãos e congelamentos instantâneos não faz parte da realidade, mas não é por isso que você pode dar um passeio espacial sem os trajes adequados. FONTE: tecmundo

AS 5 VERDADES SOBRE O "NADA", O VÁCUO E O "ZERO"

Descubra um pouco mais sobre alguns dos elementos que não são nada, mas representam tudo. A tecnologia é tudo para você? E o que o seria nada pra você? Filosoficamente, estas perguntas possuem uma infinidade de respostas, mas quando nos referimos aos termos de uma maneira mais científica, a história muda de figura. Atualmente, já possuímos explicações para os espaços vazios do universo e até mesmo para algumas coisas que existem nele (sim, o vazio não é completamente vazio). Junto com o nada, temos algumas outras palavras que precisam de explicações mais elaboradas: o “zero”, por exemplo. O número foi criado para facilitar os sistemas matemáticos, mas na verdade ele não existe. Afinal de contas, ele é a representação numérica do nada. E o vácuo? Como nós já explicamos em um artigo sobre como seria morrer no vácuo, trata-se de um espaço vazio e sem matéria (visível ou invisível) no espaço. Isso nós já sabemos, mas agora vamos aprofundar um pouco os temas e mostrar coisas realmente novas sobre o “nada”. 1. EXISTE MAIS “NADA” DO QUE QUE “ALGUMA COISA”: Olhe para algum lugar da sua rua e pense o que você mais consegue ver. Casas, carros, calçadas e cachorros estão por todos os lugares, mas o que mais existe ali é exatamente o que você não enxerga. Mas ainda não estamos falando do “nada”, estamos falando do oxigênio e outros gases, que são invisíveis. No espaço, o “nada” está lá e se chama “vácuo”. Segundo alguns estudos de astrofísicos, o universo é composto por 74% de vazio; 22% é apenas matéria escura (matéria que só interage com a gravidade) e os outros 4% são realmente “alguma coisa”. Ou seja, matéria tangível e mensurável. 2. CIVILIZAÇÕES CLÁSSICAS NÃO CONHECIAM O “ZERO”: Imagine que você faz parte de uma civilização grega e precisa contar o número de escravos que possui. Um, dois, três ou nenhum? Se a sua resposta fosse essa última, você seria obrigado a dizer que possui “não” escravos. Por quê? Simplesmente porque o “zero” não existia. O mesmo se aplica aos romanos, que só foram aceitar o algarismo quando a matemática arábica foi adotada como padrão – até então, contava-se por I, II, III, IV, V e assim por diante. Em Roma, para indicar a ausência de algum número, utilizava-se a palavra “nulla”. Mas quando falamos de outras civilizações, como os maias, a história é diferente. Escritas datadas dos primeiros séculos depois de Cristo mostram a existência de um símbolo utilizado para definir a ausência. Não era o “zero” como lemos hoje, mas possuía a mesma função matemática. 3. O “ZERO” É UM ASSASSINO MATEMÁTICO: Não existe número mais carrasco do que o “zero”. Em contas simples de adição e subtração, ele não oferece nenhuma reação, mas quando falamos de contas um pouco mais complexas tudo fica diferente. Um exemplo básico: (35 x 7 + 66 + 5 x 8) = 351. Agora vamos fazer o mesmo cálculo, mas com uma diferença bem pequena: (35 x 7 + 66 + 5 x 8) x 0. Qual o resultado? Exato: seria 0. Qualquer multiplicação funciona dessa maneira. Basta colocar um “zero” para que o resultado seja anulado. E quando dividimos por zero? Aí, as consequências são catastróficas. Não é possível dividir pelo número, o que causa erros na maior parte das calculadoras e também nas mentes humanas.

Pense da seguinte forma: você tem quatro notebooks e não quer dividi-los com ninguém, mas também não quer ficar mais com eles. Jogar fora não é uma opção. E agora? O que fazer? Bem, sua mente vai entrar em colapso, assim como o universo entraria caso fosse possível dividir “qualquer coisa” por “nada”. 4. AS ESTRELAS NÃO BRILHAM NO ESPAÇO: Sabe a sensação que temos ao olhar as estrelas? Parece que elas estão cintilantes no espaço, aumentando e diminuindo o brilho com frequência, como se estivessem pulsando em luz. Pois isso não acontece realmente. Aqui da Terra, o processo parece acontecer desta forma, mas isso só é possível por causa da refração causada pela atmosfera do planeta.

O vácuo não interfere na luz que é passada do Sol e de outras estrelas. A luz realmente se propaga no vazio, mas sem ter onde ser refratada torna-se uma constante. Por essa razão, se você estiver no espaço sideral e vir alguma estrela, vai percebê-la com a mesma luminosidade em todos os momentos. 5. A FÍSICA JÁ ACREDITOU NO ÉTER LUMINÍFERO: Há alguns séculos, acreditava-se que a luz não era de natureza de ondas, mas sim material. Para isso, precisava de um meio físico por onde se propagasse. Outro fato que não podia ser explicado era a movimentação da Terra, que também precisaria de um meio para girar em torno do Sol. Assim surgiu o conceito de Éter Luminífero.

Atualmente, sabemos que os planetas do sistema solar se locomovem em elipses por causa da força gravitacional que o Sol exerce sobre eles. E também sabemos que a luz pode se propagar no vácuo. Mas o conceito de éter foi eliminado há muito mais tempo: em 1887, quando os físicos Albert Michelson e Edward Morley realizaram experimentos que provaram que a luz, ao contrário do som, não demandava matéria para ser propagada. ..... Pode não parecer, mas a ausência de algo é realmente importante para o mundo. Hoje, seria impossível viver sem o “zero” para contar, o vácuo para tentar explicar o universo e o “nada” que eles representam. Fonte: tecmundo