Em um novo estudo da Skoltech e da University of Kentucky, pesquisadores descobriram uma nova conexão entre as informações quânticas e a teoria quântica de campos. Este trabalho atesta o papel crescente da teoria da informação quântica em várias áreas da física. O artigo foi publicado na revista Cartas de revisão física .

A informação quântica desempenha um papel cada vez mais importante como um princípio organizador que conecta vários ramos da física. Em particular, a teoria da correção de erros quânticos, que descreve como proteger e recuperar informações em computadores quânticos e outros sistemas complexos de interação, tornou-se um dos blocos de construção da compreensão moderna da gravidade quântica.

"Normalmente, as informações armazenadas em sistemas físicos são localizadas. Dizer, um arquivo de computador ocupa uma pequena área específica do disco rígido. Por "erro" queremos dizer qualquer interação imprevista ou indesejada que embaralha informações em uma área extensa. Em nosso exemplo, pedaços do arquivo do computador seriam espalhados por diferentes áreas do disco rígido. Os códigos de correção de erros são protocolos matemáticos que permitem coletar essas peças para recuperar as informações originais. Eles são muito usados ​​em sistemas de armazenamento de dados e comunicação. Os códigos de correção de erros quânticos desempenham um papel semelhante nos casos em que a natureza quântica do sistema físico é importante, "Anatoly Dymarsky, Professor Associado do Centro Skoltech para Ciência e Tecnologia de Energia (CEST), explica.

Em uma reviravolta bastante inesperada, os cientistas perceberam há não muito tempo que a gravidade quântica - a teoria que descreve a dinâmica quântica do espaço e do tempo - opera protocolos matemáticos semelhantes para trocar informações entre diferentes partes do espaço. "A localização da informação dentro da gravidade quântica continua sendo um dos poucos problemas fundamentais em aberto na física teórica. É por isso que o aparecimento de estruturas matemáticas bem estudadas, como códigos de correção de erros quânticos, é intrigante, "Dymarsky observa. No entanto, o papel dos códigos só foi compreendido esquematicamente, e o mecanismo explícito por trás da localidade da informação permanece indefinido.

Em seu novo jornal, ele e seu colega, Alfred Shapere, do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Kentucky, estabelecer uma nova conexão entre códigos de correção de erros quânticos e teorias de campo conformadas bidimensionais. O último descreve as interações de partículas quânticas e se tornaram ferramentas teóricas padrão para descrever muitos fenômenos diferentes, de partículas elementares fundamentais a quase-partículas emergentes em materiais quânticos, como o grafeno. Algumas dessas teorias de campo conformes também descrevem a gravidade quântica por meio de correspondência holográfica.

"Agora temos um novo playground para estudar o papel dos códigos de correção de erros quânticos no contexto da teoria quântica de campos. Esperamos que este seja o primeiro passo para entender como a localização da informação realmente funciona, e o que se esconde por trás de toda essa bela matemática, "Dymarsky conclui.