Jogue uma moeda. Cabeças? Dê um passo para a esquerda. Tails? Dê um passo à direita. No mundo quântico? Vá em ambas as direções ao mesmo tempo, como uma onda se espalhando. Chamado de 'analogia do caminhante, 'este processo aleatório pode ser aplicado em algoritmos clássicos e quânticos usados ​​em tecnologias de ponta, como inteligência artificial e processos de pesquisa de dados. Contudo, a aleatoriedade também torna a caminhada difícil de controlar, tornando mais difícil projetar sistemas com precisão.

Uma equipe de pesquisa baseada no Japão pode estar caminhando em direção a uma caminhada mais controlada, revelando o mecanismo subjacente à decisão direcional de cada etapa quântica e introduzindo uma maneira de potencialmente controlar a direção do movimento. Eles publicaram seus resultados em 16 de outubro em Relatórios Científicos , um jornal da Nature Research.

"Em nosso estudo, focamos na moeda determinando o comportamento da caminhada quântica para explorar a controlabilidade, "disse o autor do artigo Haruna Katayama, aluno de pós-graduação na Escola de Pós-Graduação em Artes e Ciências Integradas da Universidade de Hiroshima.

Em sistemas clássicos, a moeda direciona o caminhante no espaço:direita ou esquerda. Em sistemas quânticos, uma moeda é infinitamente menos confiável, já que o caminhante opera tanto como uma partícula posicionada em um espaço quanto como uma onda esticada em todas as possibilidades ao longo do tempo.

"Introduzimos a moeda dependente do tempo, em que a probabilidade de cair com cara ou coroa varia temporariamente para revelar a função da moeda, "Katayama disse.

Esta moeda dependente do tempo pode mudar a posição do caminhante, os pesquisadores descobriram, mas a característica de onda do caminhante obscurecia quanto espaço físico a moeda controlava.

"Conseguimos esclarecer a equivalência de dois conceitos completamente diferentes - a equivalência da taxa de variação na probabilidade da moeda e a velocidade da onda - pela primeira vez, "Katayama disse." Este mecanismo revelado nos permite controlar a caminhada quântica sob demanda, manipulando a moeda com a preservação do processo aleatório, fornecendo elementos fundamentais essenciais de tecnologias inovadoras de processamento de informações quânticas, como a computação quântica. "

Os pesquisadores determinaram que a rapidez com que a moeda virou afetou diretamente a rapidez com que a onda se moveu, resultando em algum controle do movimento do caminhante.

"O mecanismo de caminhada nos permite adaptar caminhadas quânticas conforme desejamos, manipulando a taxa de lançamento da moeda, "Katayama disse." Além disso, descobrimos que a caminhada quântica com a trajetória desejada pode ser realizada sob demanda pelo desenho da moeda. Nossos resultados abrem o caminho para o controle das caminhadas quânticas. "