Em um novo estudo da Skoltech e da Universidade de Kentucky, os pesquisadores descobriram uma nova conexão entre a informação qua¢ntica e a teoria qua¢ntica de campo. Este trabalho atesta o papel crescente da teoria da informação qua¢ntica em várias áreas da física. O artigo foi publicado na revista Physical Review Letters .

A informação qua¢ntica desempenha um papel cada vez mais importante como um princa­pio organizador que conecta vários ramos da física. Em particular, a teoria da correção de erros qua¢nticos , que descreve como proteger e recuperar informações em computadores qua¢nticos e outros sistemas complexos de interação, tornou-se um dos blocos de construção da compreensão moderna da gravidade qua¢ntica .

"Normalmente, as informações armazenadas em sistemas fa­sicos são localizadas. Digamos que um arquivo de computador ocupe uma pequena área especa­fica do disco ra­gido. Por" erro ", queremos dizer qualquer interação imprevista ou indesejada que embaralha informações em uma área extensa. Em nosso exemplo, pea§as do arquivo do computador ficariam espalhados por diferentes áreas do disco ra­gido. Ca³digos de correção de erros são protocolos matema¡ticos que permitem coletar essas pea§as para recuperar as informações originais. Eles são muito usados ​​em sistemas de armazenamento e comunicação de dados. Ca³digos de correção de erros qua¢nticos são reproduzidos um papel semelhante nos casos em que a natureza qua¢ntica do sistema fa­sico éimportante ", explica Anatoly Dymarsky, professor associado do Centro Skoltech para Ciência e Tecnologia de Energia (CEST).

Em uma reviravolta um tanto inesperada, os cientistas perceberam não muito tempo atrás que a gravidade qua¢ntica - a teoria que descreve a dina¢mica qua¢ntica do espaço e do tempo - opera protocolos matema¡ticos semelhantes para trocar informações entre diferentes partes do Espaço. "A localização da informação dentro da gravidade qua¢ntica continua sendo um dos poucos problemas fundamentais em aberto na física tea³rica. a‰ por isso que o aparecimento de estruturas matemáticas bem estudadas, como ca³digos de correção de erros qua¢nticos, éintrigante", observa Dymarsky. No entanto, o papel dos ca³digos são foi compreendido esquematicamente, e o mecanismo expla­cito por trás da localidade da informação permanece indefinido.

Em seu novo artigo, ele e seu colega, Alfred Shapere, do Departamento de Fa­sica e Astronomia da Universidade de Kentucky, estabelecem uma nova conexão entre ca³digos de correção de erros qua¢nticos e teorias de campo conformadas bidimensionais. Os últimos descrevem interações departículas qua¢nticas e se tornaram ferramentas tea³ricas padrãopara descrever muitos fena´menos diferentes, departículas elementares fundamentais a quase-parta­culas emergentes em materiais qua¢nticos, como o grafeno. Algumas dessas teorias de campo conformes também descrevem a gravidade qua¢ntica por meio de correspondaªncia hologra¡fica.

"Agora temos um novo playground para estudar o papel dos ca³digos de correção de erros qua¢nticos no contexto da teoria qua¢ntica de campos . Esperamos que este seja o primeiro passo para entender como a localização da informação realmente funciona e o que se esconde por trás de toda essa bela matemática", Dymarsky conclui.