Cientistas de Stanford acompanham uma vibração quântica centenas de vezes em dois milissegundos e registram a mudança brusca de energia que era difícil observar diretamente no som
Stanford observa salto quântico numa vibração mecânica. Experimento usa um qubit para acompanhar mudanças de energia em tempo real.
Cientistas de Stanford observaram um salto quântico numa vibração mecânica, acompanhando centenas de medições em cerca de dois milissegundos. O resultado amplia ferramentas para pesquisar memórias e sensores. No Brasil, uma equipe da USP desenvolve outra plataforma, baseada em íons frios, mostrando caminhos diferentes de investigação científica em tecnologias quânticas.
Chip supercondutor com qubits, o tipo de componente usado como detector no experimento de Stanford. Foto: OJB Quantum/Wikimedia Commons (CC BY 4.0).
Uma equipe de Stanford observou saltos quânticos do som em tempo real num ressonador mecânico. O trabalho, liderado por Amir Safavi-Naeini e publicado na Science, acompanha a mudança de energia de uma vibração em escala quântica.
Segundo a Stanford Report, saltos quânticos já haviam sido observados em íons em 1986 e em fótons em 2007. O avanço agora foi acompanhar esse comportamento em fônons, unidades quânticas de vibração.
o salto é real e foi visto acontecer, não só calculado em teoria. Os físicos prepararam um único fônon, a menor unidade de som, e mediram repetidas vezes até flagrar a virada abrupta de um resultado para outro, do jeito que a física quântica sempre previu.
O Brasil também corre atrás do próprio qubit, em São Carlos
No Brasil, o Instituto de Física de São Carlos da USP divulgou em agosto de 2026 o aprisionamento de íons frios de estrôncio por campos elétricos. É outra plataforma de pesquisa em computação quântica, diferente do ressonador de Stanford.
A equipe brasileira é liderada por Amilson Rogelso Fritsch, com apoio da FAPESP. O dispositivo mantém partículas carregadas confinadas numa pequena região. O resultado representa uma etapa de desenvolvimento da plataforma, anterior às operações de computação que o projeto busca realizar.
Um ressonador ligado a um qubit permitiu acompanhar a vibração
O dispositivo criado pela equipe de Stanford é um ressonador mecânico minúsculo, parecido com um diapasão, construído sobre um chip. Ele vibra por até dois milissegundos, tempo suficiente para os físicos fazerem centenas de medições seguidas sem perder o sinal.
Esse ressonador foi ligado a um qubit supercondutor, o mesmo tipo de componente usado em computadores quânticos como os do Google. Nesse experimento, o qubit funcionou como detector, capaz de dizer se o fônon ainda estava ali ou já tinha sumido.
Centenas de medições em dois milissegundos revelaram o instante do salto
Para observar a mudança, a equipe fez centenas de medições em cerca de dois milissegundos. O qubit funcionou como detector do estado do ressonador, permitindo acompanhar a passagem entre níveis de energia da vibração.
Segundo o g1, Amir Safavi-Naeini, professor associado de Stanford e líder do estudo, contou que os dados mostram uma mudança abrupta de um resultado predominante para outro, e não um desaparecimento gradual, como se esperaria em uma escala maior.
A leitura muda de forma abrupta no momento do salto
Em entrevista ao g1, Safavi-Naeini descreveu a cena: "no momento do salto, vemos uma mudança abrupta de um tipo de resultado predominante para o outro, em vez de um desaparecimento gradual". Foi essa virada seca que a equipe queria capturar desde o início do projeto.
A técnica prova que dá para acompanhar, em tempo real, um sistema quântico trocando de nível de energia, e não só inferir isso depois, a partir de estatística acumulada ao longo de muitos experimentos separados.
Memórias e correção de erros estão entre as possibilidades
O controle de vibrações em escala quântica interessa ao desenvolvimento de memórias e sensores. Essas são possibilidades de pesquisa, não produtos entregues pelo experimento nem uma previsão de quando estarão disponíveis.
Os pesquisadores também querem usar esses sistemas mecânicos para criar técnicas de correção de erro nos futuros computadores quânticos, um dos maiores desafios da área hoje, porque os qubits perdem informação com muita facilidade.
Esse salto quântico no som pode chegar ao celular algum dia?
Ainda não, pelo menos não tão cedo. O próprio Safavi-Naeini pondera que o experimento funciona em temperaturas extremamente baixas, das usadas em laboratório de física quântica, e isso não vai direto para um smartphone no ano que vem.
No longo prazo, porém, dispositivos acústicos de baixa perda e controle preciso podem melhorar navegação, medição de tempo e sensores capazes de detectar gases e moléculas com muito mais precisão do que hoje.
Onde a técnica ainda esbarra antes de virar produto
A própria medição tem um custo: hoje, cada medição preserva o número de fônons com cerca de 99% de probabilidade, mas como é preciso repetir a medição várias vezes, essa pequena perturbação reduz o tempo de vida da vibração.
Reduzir a perturbação causada pela leitura pode ampliar o tempo disponível para observar o sistema. Essa dificuldade ajuda a entender por que detectar uma mudança sem destruir o estado investigado é parte central do experimento.
Por que observar um salto no som era tão difícil?
Era necessário medir a vibração com sensibilidade suficiente e repetir a leitura antes que a energia se dissipasse. A combinação entre ressonador e qubit permitiu acompanhar essa sequência, em vez de depender apenas de uma medição isolada.
O salto quântico já fazia parte da física experimental. A novidade está no sistema observado e no acompanhamento em tempo real dos fônons, não na primeira demonstração de qualquer mudança quântica de energia.
Stanford já mira o próximo passo: ligar vários ressonadores ao mesmo qubit
O próximo objetivo da equipe é conectar vários ressonadores mecânicos ao mesmo qubit supercondutor, montando uma memória quântica mecânica capaz de detectar quando um erro acontece e, no futuro, corrigi-lo sozinha.
O resultado amplia as ferramentas de pesquisa, sem estabelecer uma data para aplicação comercial. Qual parte mais chama sua atenção: observar uma vibração tão pequena ou tentar usá-la para guardar informação? Deixe sua opinião nos comentários.
