Investigadores simulam colisões de partículas num processador quântico da IBM com 104 qubits

Investigadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia e da Universidade de Washington desenvolveram um método que permite aos computadores quânticos preparar os pacotes de onda iniciais — perturbações localizadas ligadas a partículas em movimento — para simulações de colisões de partículas de forma mais eficiente. A abordagem foi apresentada num artigo publicado na Nature Physics. Foi utilizada para simular colisões de partículas num processador quântico com 104 qubits, as unidades básicas da informação quântica. O Phys.org noticiou o trabalho a 7 de outubro de 2026.

Roland C. Farrell, primeiro autor do artigo, disse ao Phys.org que a equipa quer prever o que acontece pouco depois de as partículas serem colididas umas com as outras em colisores como o LHC. Afirmou que as partículas que emergem destas colisões proporcionam conhecimentos sobre as leis da natureza. Farrell disse que a simulação deste tipo de colisões é amplamente considerada intratável num computador clássico, mas acredita-se que seja eficiente num computador quântico.

Um dos objetivos do estudo era observar, em tempo real, a conversão da energia de algumas partículas em colisão na massa de partículas recém-produzidas, segundo o artigo. O Phys.org noticiou que esta conversão é uma manifestação direta da equação de Einstein E = mc², que relaciona energia (E) e massa (m), sendo c a velocidade da luz. Farrell disse que o primeiro passo é preparar duas partículas de alta energia, ou pacotes de onda, que se movem uma em direção à outra. Afirmou que as abordagens existentes tornavam isto inviável no hardware atual.

As simulações basearam-se num modelo simplificado de interações entre partículas designado teoria de campo de Ising unidimensional. O coautor Nikita A. Zemlevskiy disse ao Phys.org que, depois de o estado inicial ser preparado, o sistema evolui no tempo através da aplicação de portas quânticas que aproximam a evolução hamiltoniana. Afirmou que a produção de partículas é identificada medindo propriedades do estado pós-colisão, como a sua densidade de energia.

Utilizando a nova abordagem, os investigadores simularam uma colisão entre dois pacotes de onda com partículas leves num computador quântico desenvolvido pela IBM, noticiou o Phys.org. A baixas energias, a colisão não produziu novas partículas, e as duas partículas leves afastaram-se.