Os princípios de simetria da física clássica que ajudam a manter nosso sistema solar estável têm uma contraparte intrigante no mundo quântico, de acordo com uma nova pesquisa de uma equipe de físicos da Austrália, Itália e Japão.

Na vida cotidiana, a simetria é frequentemente associada à ideia de beleza. Isso é igualmente verdadeiro na física, onde se relaciona com o conceito de quantidades conservadas (como a conservação de energia, significando que a energia não pode ser criada ou destruída). Essas leis nos dizem que a natureza se comportará amanhã da mesma forma que se comportou ontem:a Terra continuará a girar em torno do Sol em um movimento estável e previsível.

Mas no mundo real, as simetrias são freqüentemente imperfeitas e as influências externas têm um impacto sobre elas. No sistema solar, o movimento da Terra é perturbado pela fraca gravidade de milhares de outros corpos. Motivado por perguntas como essas, Kolmogorov, Arnold e Moser mostraram na década de 1960 que certos tipos de movimento gozam de estabilidade eterna contra essas forças externas, o que significa que a órbita da Terra permanecerá estável em um futuro distante. Esta prova de estabilidade é um marco na mecânica clássica e permeia uma série de conceitos da física.

Agora, colaboradores da Macquarie University, Sydney e a Universidade de Bari e a Universidade Waseda, Tóquio identificou um comportamento semelhante na dinâmica dos sistemas quânticos, como átomos e moléculas com simetria imperfeita.

Em artigo publicado na revista Cartas de revisão física , a equipe estabeleceu regras para quando o mesmo tipo de estabilidade definido pela primeira vez na década de 1960 pode ser confiável no mundo quântico.

De acordo com o autor principal, Professor Associado da Macquarie University, Daniel Burgarth, "Há uma distinção formal entre fundamental, simetrias robustas e acidentais, frágeis. As simetrias robustas são os pilares da física quântica com os quais podemos contar para projetar dispositivos quânticos. Outras simetrias são facilmente perturbadas, e dar a um sistema quântico mais liberdade para sofrer imprevisíveis, e geralmente indesejável, comportamento."

O professor Kazuya Yuasa (Tóquio) explica, "Cada sistema quântico é fracamente acoplado a vários outros. Todo o programa da engenharia quântica hoje é sobre encontrar maneiras de restringir a evolução dos sistemas quânticos, e evitar a dissipação de informações de estados quânticos altamente sensíveis. Ao esclarecer exatamente quais tipos de simetrias são mais insensíveis a esse declínio, esperamos identificar estratégias de design para computação quântica mais robusta, tanto em hardware quanto em software. "