Nobel de Física 2025 Premia Avanços Transformadores em Mecânica Quântica

Na mais recente edição do Prêmio Nobel de Física, os cientistas John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis foram reconhecidos por suas inovações sobre o efeito túnel quântico macroscópico e a quantização da energia em circuitos elétricos. Esse avanço é significativo, pois demonstra que os princípios exóticos da mecânica quântica, até então limitados à escala subatômica, podem se aplicar a sistemas de tamanho macroscópico, que podem ser levantados e manuseados com as mãos.

Historicamente, já se sabia que partículas elementares como os elétrons possuíam energia quantizada e podiam realizar o fenômeno de tunelamento, atravessando barreiras energéticas. A contribuição dos laureados foi aplicar esses conceitos a circuitos eletrônicos compostos por supercondutores, ampliando o entendimento dos comportamentos quânticos para além das partículas isoladas.

A física Valéria Loureiro da Silva, coordenadora do Centro de Competência Embrapii Cimatec em Tecnologias Quânticas, elucida a relevância desse estudo. Segundo ela, o trio demonstrou que é viável construir um circuito quântico que permita que um conjunto de partículas se comporte como uma única partícula gigante. Isso se traduz na capacidade de um sistema macroscópico escapar de um estado de confinamento por meio do fenômeno do tunelamento, um processo que até então só era observável em partículas individuais.

Luiz Davidovich, físico da Universidade Federal do Rio de Janeiro, complementa essa análise, destacando a importância de evidenciar superposições em sistemas compostos por muitas partículas. Ele observa que os resultados obtidos avançam as descobertas realizadas em experimentos relacionados ao famoso “gato de Schrödinger”, um experimento mental que explora a sobreposição de estados quânticos, um princípio crucial em mecânica quântica.

A importância prática desses avanços é, sem dúvida, monumental. Davidovich compara o computador quântico a uma versão macroscópica do gato de Schrödinger, onde centenas de átomos, representados pelos qubits, podem ser colocados em superposição de estados. Para garantir a estabilidade dessa superposição e evitar que o sistema retorne ao estado clássico, é essencial operá-lo em condições de temperatura extremamente baixas, próximas do zero absoluto.

O laureado John M. Martinis destacou como esses princípios foram aplicados na manipulação de qubits, um passo fundamental que deu início à era da computação quântica. Essa tecnologia, frequentemente referida como o “Santo Graal da ciência da computação”, promete resolver problemas complexos em segundos, tarefas que levariam milhões de anos a um computador convencional.

Valéria Loureiro da Silva também enfatiza que as aplicações desses conceitos vão muito além do âmbito teórico da física. Na área da saúde, essas inovações podem facilitar o design e a simulação de novas moléculas para medicamentos e materiais. Em logística, a computação quântica oferece perspectiva na otimização de rotas e operações industriais. Já no setor financeiro, a tecnologia pode revolucionar a previsão do clima e a gestão de riscos, trazendo soluções inovadoras para o mercado.

Por outro lado, esses avanços transformadores também trazem riscos inesperados. A computação quântica, ao potencialmente quebrar chaves criptográficas utilizadas atualmente, exige uma mudança urgente para sistemas de segurança digital mais robustos, conhecidos como “quantum safe”. Assim, o legado de Clarke, Devoret e Martinis não apenas pavimenta o caminho para a próxima geração de tecnologia digital, mas também sublinha a necessidade de proteger dados em um mundo onde a segurança é cada vez mais crítica.

Esse prêmio Nobel não só celebra a conquista científica, mas também incita uma reflexão sobre o futuro da tecnologia e as suas implicações práticas na vida cotidiana. Os desafios são grandes, mas as possibilidades que surgem com essas descobertas são ainda mais empolgantes.

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