Os pesquisadores da Aalto usaram um computador quântico IBM para explorar uma área esquecida da física, e desafiaram noções centenárias sobre informações no nível quântico.

As regras da física quântica, que governam como as coisas muito pequenas se comportam, use operadores matemáticos chamados hamiltonianos hermitianos. Operadores hermitianos sustentaram a física quântica por quase 100 anos, mas recentemente, os teóricos perceberam que é possível estender suas equações fundamentais ao uso de operadores hermitianos que não são hermitianos. As novas equações descrevem um universo com seu próprio conjunto peculiar de regras:Por exemplo, olhando no espelho e invertendo a direção do tempo, você deve ver a mesma versão de você que no mundo real. Em seu novo jornal, uma equipe de pesquisadores liderada pelo docente Sorin Paraoanu usou um computador quântico para criar um universo de brinquedo que se comporta de acordo com essas novas regras. A equipe inclui o Dr. Shruti Dogra da Aalto University, primeiro autor do artigo, e Artem Melnikov, do MIPT e do Terra Quantum.

Os pesquisadores fizeram qubits, a parte do computador quântico que realiza cálculos, comportar-se de acordo com as novas regras da mecânica quântica não hermitiana. Eles demonstraram experimentalmente alguns resultados empolgantes que são proibidos pela mecânica quântica hermitiana regular. A primeira descoberta foi que a aplicação de operações aos qubits não conservava a informação quântica - um comportamento tão fundamental para a teoria quântica padrão que resulta em problemas atualmente não resolvidos como o paradoxo da informação do buraco negro de Stephen Hawking. O segundo resultado emocionante veio quando eles experimentaram dois qubits emaranhados.

Emaranhamento é um tipo de correlação que aparece entre qubits, como se eles tivessem uma conexão mágica que os fazia se comportar em sincronia um com o outro. Einstein ficou incomodado com esse conceito, referindo-se a isso como "ação assustadora à distância". Sob a física quântica regular, não é possível alterar o grau de emaranhamento entre duas partículas adulterando uma das partículas por conta própria. Contudo, na mecânica quântica não hermitiana, os pesquisadores foram capazes de alterar o nível de emaranhamento dos qubits manipulando apenas um deles, um resultado que está expressamente fora dos limites da física quântica regular.

"O empolgante sobre esses resultados é que os computadores quânticos agora estão desenvolvidos o suficiente para começar a usá-los para testar ideias não convencionais que até agora eram apenas matemáticas, "disse Sorin Paraoanu." Com o presente trabalho, A "ação assustadora à distância" de Einstein torna-se ainda mais assustadora. E embora entendamos muito bem o que está acontecendo, ainda dá arrepios. "

A pesquisa também tem aplicações potenciais. Vários novos dispositivos ópticos ou baseados em micro-ondas desenvolvidos recentemente parecem se comportar de acordo com as novas regras. O presente trabalho abre caminho para a simulação desses dispositivos em computadores quânticos.

O papel, "Simulação quântica de quebra de simetria de paridade-tempo com um processador quântico supercondutor, "é publicado em Física das Comunicações .