Em 1965, o químico Gordon Moore e co-fundador da Intel publicou um estudo sobre a tendência na computação no que diz respeito ao número de transistores em função do ano, mostrando que o número de transistores dobraria a cada dois anos. Com os avanços tecnológicos nos últimos anos, ficou evidente que a chamada Lei de Moore estaria com seus dias contados. Neste contexto, o interesse pela computação quântica vem ganhando destaque global em diversos grupos de pesquisa, bem como em empresas como a Google e a IBM. Isso se dá pelo fato de que a computação quântica funciona de uma maneira diferente do computador comum. Este último utiliza a chamada linguagem binária, ou seja, o processamento de informação é construído em termos de 0 e 1, ao passo que, em um computador quântico, são empregados fundamentos da mecânica quântica, a chamada superposição de estados, o que permite que a capacidade de processamento seja expressivamente aumentada. Uma conceito importante no contexto da computação quântica é o chamado emaranhamento, o qual quantifica como os estados quânticos estão interconectados. Quanto maior o emaranhamento, mais otimizado e eficiente o computador quântico é.

Em artigo publicado recentemente no periódico internacional Physical Review B Letters, pesquisadores do departamento de Física do Instituto de Geociências e Ciências Exatas (IGCE) da Unesp de Rio Claro, SP propuseram um novo método para quantificar emaranhamento, bem como as condições nas quais o emaranhamento é maximizado, visando otimizar a construção de um computador quântico. Além disso, os pesquisadores demonstraram que, em condições particulares, ocorre a quebra do teorema de Hellmann-Feynman da Mecânica Quântica.

“Dito de forma muito resumida, nós fizemos a proposta do chamado parâmetro de Grüneisen quântico em analogia com a razão Grüneisen termodinâmica, amplamente utilizada na literatura para se explorar pontos críticos a temperatura finita e a vizinhança de pontos críticos quânticos. Na nossa proposta, o parâmetro de Grüneisen quântico quantifica o emaranhamento, ou seja, a entropia de von Neumann, em relação a um parâmetro de controle, que pode ser campo magnético ou pressão, por exemplo. Utilizando nossa proposta, nós demonstramos que o emaranhamento será maximizado na vizinhança de pontos críticos quânticos e que ocorre a quebra do teorema de Hellmann-Feynman no ponto crítico quântico.”, conta Souza.

Os resultados obtidos pelos pesquisadores podem ter impacto direto na área de computação quântica, bem como do ponto de vista fundamental da Mecânica Quântica.

A pesquisa foi proposta e idealizada pelo professor Mariano de Souza e teve contribuições importantes de seu pós-doutorando Lucas Squillante. Os pesquisadores Antonio Seridonio (Unesp – Câmpus de Ilha Solteira), Roberto E. Lagos-Monaco (Unesp Câmpus de Rio Claro), Luciano S. Ricco (Universidade da Islândia) e Aniekan Magnus Ukpong (Universidade de KwaZulu-Natal).

O artigo “Grüneisen parameter as an entanglement compass and the breakdown of the Hellmann-Feynman theorem” pode ser acessado clicando aqui!