Quando se trata de estudar sistemas de transporte, mercados de ações e o clima, a mecânica quântica é provavelmente a última coisa que vem à mente. Contudo, Cientistas da Griffith University da Austrália e da Nanyang Technological University de Cingapura acabaram de realizar um experimento de 'prova de princípio' mostrando que, quando se trata de simular tais processos complexos no mundo macroscópico, a mecânica quântica pode fornecer uma vantagem inesperada.

Professor Geoff Pryde de Griffith, quem liderou o projeto, diz que tais processos podem ser simulados usando um "disco rígido quântico", muito menor do que a memória necessária para simulações convencionais.

"Stephen Hawking afirmou uma vez que o século 21 é o 'século da complexidade', como muitos dos problemas mais urgentes de hoje, como compreender as mudanças climáticas ou projetar um sistema de transporte, envolvem enormes redes de componentes em interação, " ele diz.

"A simulação deles é, portanto, imensamente desafiadora, exigindo o armazenamento de quantidades de dados sem precedentes. O que nossos experimentos demonstram é que uma solução pode vir da teoria quântica, codificando esses dados em um sistema quântico, como os estados quânticos da luz. "

Einstein disse uma vez que "Deus não joga dados com o universo, "expressando seu desdém com a ideia de que as partículas quânticas contêm aleatoriedade intrínseca.

"Mas estudos teóricos mostraram que essa aleatoriedade intrínseca é apenas o ingrediente certo necessário para reduzir o custo de memória para modelar estatísticas parcialmente aleatórias, "diz o Dr. Mile Gu, um membro da equipe que desenvolveu a teoria inicial.

Em contraste com o sistema de armazenamento binário usual - os zeros e uns dos bits - os bits quânticos podem ser simultaneamente 0 e 1, um fenômeno conhecido como superposição quântica.

Os pesquisadores, em seu artigo publicado em Avanços da Ciência , dizem que essa liberdade permite que os computadores quânticos armazenem muitos estados diferentes do sistema que está sendo simulado em diferentes superposições, usando menos memória geral do que em um computador clássico.

A equipe construiu um simulador quântico de prova de princípio usando um fóton - uma única partícula de luz - interagindo com outro fóton.

Eles mediram os requisitos de memória deste simulador, e comparou-o com os requisitos fundamentais de memória de um simulador clássico, quando usado para simular processos parcialmente aleatórios especificados.

Os dados mostraram que o sistema quântico poderia completar a tarefa com muito menos informações armazenadas do que o computador clássico - um fator de 20 melhorias no melhor ponto.

"Embora o sistema fosse muito pequeno - mesmo a simulação comum exigia apenas um único bit de memória - ele provou que vantagens quânticas podem ser alcançadas, "Pryde diz.

"Teoricamente, grandes melhorias também podem ser realizadas para simulações muito mais complexas, e um dos objetivos deste programa de pesquisa é levar as demonstrações a problemas mais complexos. "