Computação quântica simula possível apocalipse do Universo

Um artigo publicado este mês na revista Nature Physics revela como computadores quânticos podem ajudar a entender um possível cenário para o fim do Universo. Embora esses dispositivos ainda estejam em desenvolvimento, já demonstram potencial para resolver questões que desafiam a física tradicional.

O estudo foi liderado pelo professor Zlatko Papic, da Universidade de Leeds, na Inglaterra, e usou um computador quântico de 5.564 qubits para simular um fenômeno chamado “falso decaimento do vácuo”. Esse processo ocorre quando um estado aparentemente estável do Universo colapsa, desencadeando mudanças catastróficas na realidade.

Na mecânica quântica, o vácuo verdadeiro é o estado mais estável possível de um campo. No entanto, existem estados chamados metaestáveis, que parecem estáveis, mas podem eventualmente decair para um nível mais baixo de energia. Se isso acontecer com o campo de Higgs, por exemplo, o resultado seria a criação de uma bolha em expansão que alteraria completamente as leis da física conhecidas, eliminando tudo o que existe.

Segundo Papic, em entrevista ao site IFLScience, o desafio era encontrar um problema que os computadores quânticos pudessem resolver com sua capacidade atual. “Precisávamos de algo que fosse difícil para os computadores clássicos, mas não impossível para os dispositivos quânticos em estágio inicial”.

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Para ilustrar esse conceito, Papic comparou o falso decaimento do vácuo a um fenômeno da água super-resfriada. Quando a água é resfriada abaixo do ponto de congelamento sem congelar, basta um pequeno impacto para que ela se solidifique instantaneamente. O falso vácuo pode se comportar de maneira semelhante, mas a simulação mostrou que o processo é mais complexo do que se imaginava.

Os resultados indicaram que o decaimento ocorre com a formação de bolhas de diferentes tamanhos, que interagem e colidem de maneiras inesperadas. “Não antecipávamos que o processo fosse tão complicado”, afirmou Papic. “O tamanho das bolhas influencia como elas evoluem e se combinam, o que torna tudo muito mais dinâmico”.

O próximo passo da equipe é expandir o modelo para duas e três dimensões, o que exigirá ainda mais poder computacional. Segundo Papic, os computadores quânticos podem, no futuro, ajudar a responder questões fundamentais que há décadas desafiam os físicos. “Temos uma chance real de explorar problemas que antes só podíamos abordar com teoria e papel”.

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