Os simuladores quânticos têm o potencial de transformar múltiplas áreas, possibilitando avanços significativos no desenvolvimento de novos materiais e medicamentos através de simulações moleculares avançadas. Além disso, os simuladores quânticos tem o potencial de resolver problemas complexos da física, química e biologia, problemas estes intratáveis atualmente em computadores clássicos.
Embora os simuladores quânticos ofereçam um potencial revolucionário, sua implementação prática ainda enfrenta obstáculos significativos devido à complexidade técnica e aos desafios na manipulação de estados quânticos. Estes desafios incluem a manutenção da coerência quântica em sistemas de grande escala, a manipulação e medição precisas desses estados, e a escalabilidade necessária para realizar simulações complexas, evidenciando a necessidade de avanços substanciais antes que possam ser amplamente utilizados.
Apesar dos desafios enfrentados pelos simuladores quânticos, avanços científicos estão sendo feitos de forma contínua. Em especial, a pesquisa de Natalia Chepiga, da Delft University of Technology, representa um progresso particularmente promissor, oferecendo novas direções no contexto de simulação quântica. Em um trabalho publicado recentemente na Physical Review Letters, a pesquisadora explorou a manipulação de propriedades críticas quânticas em arranjos de átomos de Rydberg em uma dimensão. Ela propôs um modelo onde ajustes experimentais permitem controlar as transições de fase quântica, incluindo a transição quiral, sem quebrar explicitamente a simetria de translação. De fato, a detecção da transição quiral no modelo unidimensional de Rydberg é desafiadora principalmente devido ao intervalo extremamente curto no qual essa transição ocorre.
Para superar este desafio a pesquisadora propôs o o uso de dois lasers com frequências diferentes para excitar os átomos de Rydberg a diferentes estados energéticos. Esse método permitiu uma sintonia fina dos simuladores quânticos, oferecendo uma nova dimensão de controle sobre as propriedades críticas quânticas do sistema, incluindo a manipulação da transição quiral sem quebrar a simetria de translação explicitamente.
O protocolo introduz uma nova dimensão nas simulações, estabelecendo um simulador quântico completamente ajustável. Essa inovação não só facilita a simulação de sistemas quânticos complexos, mas também estende sua aplicabilidade para uma ampla gama de cenários de simulação quântica, potencializando o estudo de fenômenos até então inexplorados.
Para maiores informações veja o artigo original: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.076505 (https://arxiv.org/abs/2308.12838)
