Uma equipe internacional de cientistas examinou mais de perto como a memória funciona em sistemas quânticos e descobriu um resultado surpreendente. A sua investigação mostra que um processo quântico pode parecer completamente sem memória quando visto de um ângulo, mas reter memória quando examinado de outro ângulo. Esta descoberta inesperada abre portas para novas linhas de pesquisa em ciência e tecnologia quântica.
Na física clássica, o conceito de memória é simples. Um sistema é considerado sem memória se o seu comportamento futuro depender apenas do seu estado atual. Se as condições passadas continuarem a influenciar o que acontece a seguir, o sistema é chamado de memória.
A física quântica é muito menos clara. Os sistemas quânticos podem armazenar e transferir informações de maneiras que não têm contrapartida clássica, e as medições desempenham um papel fundamental na forma como esses sistemas evoluem. Por esta razão, definir memória na mecânica quântica continua a ser um desafio.
Repensando a memória em sistemas quânticos
Em um estudo publicado pelo Dr. PRX QuantumPesquisadores da Universidade de Turku, na Finlândia, da Universidade de Milão, na Itália, e da Universidade Nicolaus Copernicus, em Torun, na Polônia, revisitaram o conceito de memória em sistemas quânticos para compreender melhor o seu significado.
“Nosso trabalho mostra que a memória não é um conceito único, mas pode se manifestar de diferentes maneiras dependendo de como a evolução de um sistema é descrita”, disse o primeiro autor Federico Settimo, pesquisador de doutorado na Universidade de Turku.
Duas perspectivas sobre a mecânica quântica
Os cientistas há muito estudam a memória rastreando como os estados quânticos mudam ao longo do tempo, um método enraizado no trabalho de Erwin Schrödinger. Contudo, a teoria quântica também fornece outra estrutura igualmente importante desenvolvida por Werner Heisenberg. Em vez de focar nos estados, esta perspectiva analisa como as quantidades observáveis evoluem, ou seja, propriedades mensuráveis vistas em experimentos.
Embora ambos os métodos produzam resultados experimentais semelhantes, novas pesquisas mostram que eles não são intercambiáveis na descrição de memórias.
Efeitos de memória ocultos revelados
A equipe descobriu que essas duas perspectivas podem revelar diferentes tipos de memória. Alguns efeitos de memória aparecem apenas quando se analisa a evolução dos estados quânticos, enquanto outros são visíveis apenas quando se concentra em observáveis.
Isso significa que um sistema quântico pode parecer sem memória em uma descrição, mas mostrar sinais claros de memória em outra. A descoberta sugere que a memória quântica é mais complexa do que se acreditava anteriormente e não pode ser totalmente compreendida olhando apenas para os estados quânticos.
Implicações da tecnologia quântica
“Nossos resultados abrem novos caminhos de pesquisa sobre a dinâmica dos sistemas quânticos. Além disso, nosso trabalho tem implicações além de seu significado fundamental para a tecnologia quântica, onde o ambiente externo induz ruído e efeitos de memória. Saber como a memória pode ser observada é essencial para o desenvolvimento de estratégias para reduzir os efeitos ambientais ambientais, “disse Zirki Pailo, professor de física teórica na Universidade de Turku.
Ao esclarecer como a memória funciona em sistemas quânticos, a pesquisa lança uma nova luz sobre um aspecto fundamental da dinâmica quântica. Também destaca como a natureza única da evolução do tempo quântico remodela até mesmo conceitos fundamentais como a memória, com potenciais consequências para tecnologias futuras.
