Quando a eletricidade passa por um cristal de quartzo, um impulso é gerado pelo qual você pode ajustar o relógio. Por outro lado, tendo começado a derreter o cristal do tempo, pode-se penetrar nos segredos mais profundos do Universo.
Uma equipe de pesquisadores no Japão mostrou que as bases quânticas das partículas, organizadas como cristais de tempo, poderiam teoricamente ser usadas para representar algumas redes bastante complexas, do cérebro humano à Internet, à medida que se quebram.
“No mundo clássico, isso não teria sido possível, pois exigiria uma grande quantidade de capacidade de computação”, diz Martha Estarellas, engenheira de computação quântica do Instituto Nacional de Informática (NII) em Tóquio.
“Não estamos apenas oferecendo uma nova maneira de representar e compreender os processos quânticos, mas também uma nova maneira de ver os computadores quânticos.”
Desde que foram descritos teoricamente pela primeira vez em 2012 pelo Prêmio Nobel Frank Wilczek, os cristais do tempo desafiaram os próprios fundamentos da física.
A versão do novo estado da matéria é suspeitamente semelhante ao movimento perpétuo – as partículas são rearranjadas periodicamente, sem consumir ou perder energia, repetindo-se no tempo.
Isso ocorre porque a energia térmica compartilhada por seus átomos constituintes não pode exatamente entrar em equilíbrio com o fundo.
É um pouco como uma xícara de chá quente que permanece um pouco mais quente do que o meio ambiente, não importa quanto tempo fique na sua mesa. Apenas, uma vez que a energia nesses aglomerados de matéria não pode ser usada em outro lugar, a teoria dos cristais do tempo evita violar quaisquer leis físicas.
Há apenas alguns anos, físicos experimentais posicionaram com sucesso a linha de íons de itérbio de tal forma que, quando iluminados por um laser, seus spins de elétrons emaranhados foram desequilibrados dessa forma.
Comportamento semelhante foi observado em outros materiais, o que forneceu novos insights sobre como as interações quânticas podem se desenvolver em sistemas de partículas emaranhadas.
Saber que há um momento em que o comportamento do cristal é bom. A próxima pergunta é: podemos usar sua singularidade para algo prático?
Em um novo estudo, usando um conjunto de ferramentas para mapear mudanças potenciais na localização de um cristal de tempo (conforme mostrado no vídeo abaixo), os pesquisadores mostraram como a destruição discreta de um dispositivo de cristal de tempo – derretendo-o – imita uma categoria de redes altamente complexas.
“Este tipo de rede não é regular ou aleatória, mas contém estruturas topológicas não triviais encontradas em muitos sistemas biológicos, sociais e tecnológicos”, escrevem os pesquisadores em seu relatório.
Simular um sistema tão complexo em um supercomputador pode exigir períodos de tempo impraticavelmente longos e uma quantidade significativa de equipamento e energia, se possível.
A computação quântica, no entanto, é baseada em uma maneira completamente diferente de fazer computação – usando a matemática da probabilidade inerente aos estados da matéria chamados 'qubits' antes da medição.
A combinação certa de qubits, organizados como cristais de tempo oscilando para frente e para trás, poderia representar sinais viajando através de enormes redes de neurônios, relações quânticas entre moléculas ou computadores que se comunicam entre si ao redor do mundo.
“Usando este método multi-qubit, você pode modelar uma rede complexa do tamanho de toda a Internet”, disse o físico teórico Kae Nemoto do NII.
Aplicar o que estamos aprendendo sobre os cristais do tempo a essa forma de tecnologia em evolução pode nos dar uma maneira totalmente nova de mapear e modelar qualquer coisa, desde novos medicamentos até comunicações futuras.
Seja como for, dificilmente tocamos o potencial desse novo estado da matéria. Com base em pesquisas como essa, podemos ter certeza de que o tempo está do nosso lado quando se trata do futuro da computação quântica.
A pesquisa está publicada na revista Science Advances.
