Os computadores quânticos revolucionaram a forma como cientistas analisam sistemas quânticos, conseguindo realizar tarefas e cálculos que antes poderiam levar milhares de anos. É utilizando um desses que um grupo de pesquisadores parece ter identificado um novo estado da matéria com propriedades bastante curiosas, já que ele consegue estar em duas dimensões de tempo simultaneamente.

Dispositivos quânticos funcionam utilizando bits quânticos, ou qubits na abreviação. Eles são basicamente o equivalente quântico aos bits utilizados na computação tradicional. O que os pesquisadores fizeram foi pulsar luz nos qubits em um padrão baseado na sequência de Fibonacci, uma sequência de número na qual cada termo subsequente corresponde à soma dos dois anteriores.

Enquanto bits computacionais processam informações em 0 ou em 1, os qubits podem ser os dois ao mesmo tempo. No entanto, essa superposição pode ser instável e depende muito da forma como os qubits interagem com o ambiente à sua volta. Normalmente, eles reagem com praticamente qualquer tipo de matéria, o que torna o trabalho dos cientistas bem complicado. 

“Mesmo se você mantiver todos os átomos sob controle rígido, eles podem perder seu quantum conversando com seu ambiente, aquecendo ou interagindo com coisas de maneiras que você não planejou”, explica  Philipp Dumitrescu, do Flatiron Institute, principal autor da pesquisa.

Telha de Penrose (Imagem: Divulgação)

Novo estado da matéria

No entanto, a nova pesquisa consegue manter os qubits consideravelmente estáveis. Isso pode permitir a criação de um computador quântico livre de erros e abrir portas para pesquisas ainda mais revolucionárias. “O uso da abordagem de uma dimensão de tempo “extra” “é uma maneira completamente diferente de pensar sobre as fases da matéria”, completa Dumitrescu.

Uma forma de fazer isso é utilizar propriedades simetrias, como o formato de um floco de neve ou um favo de mel. No entanto, os pesquisadores foram mais longe e criaram “quasicristais”, que permanecem sendo cristais, com estrutura regular, mas sem padrões repetidos, como o formato da Telha de Penrose, por exemplo.

Dumitrescu e colegas então criaram uma sequência de pulsos de laser com base nos números de Fibonacci. No teste periódico, os qubits de borda permaneceram quânticos por cerca de 1,5 segundo, uma duração impressionante, dado que os qubits estavam interagindo fortemente uns com os outros. 

“Embora as descobertas demonstrem que a nova fase da matéria pode atuar como armazenamento de informações quânticas a longo prazo, os pesquisadores ainda precisam integrar funcionalmente a fase com o lado computacional da computação quântica”, dizem os resultados.

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