Arte do encontro – A intimidade da matéria
A Pontifícia Academia de Ciências -Vaticano realizou nos dias 30 de novembro, 01 e 02 de dezembro, o início das comemorações dos 100 anos da introdução da mecânica quântica através de um encontro que reuniu setenta cientistas de todo o mundo, considerados especialistas no tema, entre os quais vários laureados com o Prêmio Nobel, e cujo objetivo foi discutir a trajetória futura das ciências quânticas, nos seus mais diversos contextos.
A cidade de São Carlos esteve representada neste encontro por quatro cientistas, a saber: Profs. Vanderlei Salvador Bagnato, Daniel Varela Magalhães e o pós-doutorando Lucas Madeira, todos do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), e ainda o Prof. Celso Jorge Villas-Boas, do Departamento de Física da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), que apresentaram recomendações à Academia.
As ciências quânticas
As ciências quânticas surgiram através de uma teoria que nasceu na física com o intuito de explicar os átomos e moléculas e como se chega às propriedades da matéria em geral. Tratam de estabelecer princípios fundamentais para explicar a natureza de tudo que existe ao nosso redor. Hoje, esta teoria está enraizada, por exemplo, na química, na biologia e também na engenharia.
Os cientistas demoraram cerca de cem anos para chegarem a dominar, de forma satisfatória, estes princípios, sendo que de todas teorias e leis que a ciência conseguiu estabelecer, esta é, sem dúvida, uma das mais brilhantes e que, até onde se pode dizer, explica o universo em suas várias escalas. Mais recentemente, o entendimento sobre estes conceitos evoluiu tanto, que usando tais propriedades os cientistas são capazes de transmitir melhor – e de forma mais segura – as informações, além de poderem criar computadores mais poderosos que os atuais. Os fenómenos quânticos estão crescendo tanto em importância, que o mundo inteiro está se mobilizando em esforços científicos para fazer a melhor utilização das tecnologias quânticas. O tema parece promissor, ao ponto de se ter transformado numa espécie de nova guerra fria cientifica entre o ocidente e o oriente.
Desde a sua introdução, os conceitos quânticos ficaram sujeitos a criticas e desconfianças, mas o certo é que a intensa interação entre os cientistas e sua persistência em provar conceitos básicos levaram a descobertas fantásticas. A resiliência e determinação dos cientistas contra todas as oposições tornou possível a evolução daquilo que viria a ser a maior descoberta da mente humana. O investimento no intelecto e a confiança de que o crescimento da ciência básica pode levar a grandes desenvolvimentos é uma das grandes lições da história do estabelecimento dos conceitos quânticos. Eles proporcionaram um enorme avanço na produção de novos componentes eletrônicos, novos fármacos e o entendimento de propriedades importantes de materiais naturais.
Para o Prof. Vanderlei Bagnato “O avanço da atual tecnologia permitiu a proposta de que as propriedades quânticas podem ser utilizadas para armazenar e promover operações lógicas com precisão e rapidez impressionantes. Estes fatos deram início aos estudos que procuram chegar ao computador quântico. Enquanto alguns parecem utilizar essas propriedades para demonstrar os princípios, outros proclamam as formas de escalonar tais operações e processadores para chegarem a um computador de porte. Tudo indica – e os especialistas concordam – que está tendo início a segunda revolução quântica, sendo que, perante as oportunidades, os investidores estão apostando em empresas que queiram se dedicar ao tema e usar o conhecimento para transformação e geração de melhores tecnologias”, pontua o cientista..
O futuro em prol da sociedade
Foto do grupo de cientistas que se reuniram no Vaticano
O entusiasmo entre os jovens pesquisadores é muito grande e o desejo de que as barreiras técnicas existentes sejam vencidas, permitindo a escalabilidade daquilo que tem sido feito através de demonstrações em pequena escala, tem movimentado um grande volume de recursos e promovendo um avanço na área de computação quântica, permitindo, assim, desenhar um futuro. Há diversos obstáculos que deverão ser ultrapassados até se chegar aos processadores quânticos, sendo que talvez o mais importante seja a capacidade de se corrigirem os erros naturais de processamento. Contudo, o avanço registrado permite observar que o esforço tem reflexos diversos que permitem observar um futuro com diversos desdobramentos. “Certamente que nos próximos anos estaremos enfrentando uma de duas realidades. Ou serão demonstrados, de forma consolidada, que os computadores quânticos serão uma realidade e terão a capacidade de vencer qualquer barreira, ou o ritmo deverá diminuir, transformando-os em uma mera ferramenta técnica para resolver problemas pontuais”, sublinha o Prof. Bagnato.
A comunicação quântica feita com fotons devidamente preparados em estados emaranhados cria segurança na transmissão de dados através da criptografia quântica, aumentando, assim, a segurança digital e criando dificuldades de violação. Apesar de já ser uma realidade, ainda deverá ter uma abordagem mais tecnológica e económica. Os sensores quânticos, tanto para medidas de campos magnéticos, como para medidas de campos gravitacionais, já estão chegando ao ponto de se tornarem realidade, podendo ajudar na exploração dos recursos naturais, bem como no controle de pragas na lavoura, no monitoramento de poluição, dentre outras possibilidades, como, por exemplo, na deteção de doenças quando ainda em fases iniciais, difíceis de serem detectadas com os métodos convencionais. “Gravimetros* de alta precisão deverão ser sensíveis para deteção de catástrofes naturais como terremotos e enchentes. Os sensores também poderão valorizar a agricultura que, conjugados com a inteligência artificial, poderão aumentar a produção de alimentos de forma otimizada e sem danos ao meio ambiente. Se vingar, a computação quântica poderá ajudar no monitoramento da situação climática e, quem sabe, com a adição de inteligência artificial, promover melhorias que até o momento não vem acontecendo”, concluiu o cientista.
Segundo os cientistas que participaram neste encontro realizado na Pontifícia Academia de Ciências – Vaticano, talvez seja possível um mundo diferente se todos acreditarem e colaborarem com esta ciência.
*Gravímetros são instrumentos com os quais se mede a aceleração da gravidade. Dependendo das grandezas físicas envolvidas no processo de medição, os gravímetros são classificados em gravímetros absolutos e gravímetros relativos. Nos gravímetros absolutos são medidas duas grandezas fundamentais – tempo e distância –, enquanto que nos gravímetros relativos é medida uma grandeza fundamental – distância – e obtida uma grandeza derivada – aceleração –. Isto significa que os gravímetros relativos fornecem a diferença de aceleração entre os pontos medidos. Assim, para se determinar a aceleração nesses pontos é necessário iniciar a medição num ponto onde se conheça o valor absoluto da aceleração da gravidade, denominado base gravimétrica.
Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
