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Física Quântica

Física quântica sem matemática nem misticismo. Começa pelas experiências que derrubaram o senso comum — uma partícula através de duas fendas, o entrelaçamento, atravessar paredes —, depois conhece as máquinas que estão a ser construídas com base nelas e o que conseguem realmente fazer, e termina com a pergunta que os físicos ainda debatem: o que se passa realmente. Pelo caminho, aprendes quais ideias estão assentes, quais são prováveis e quais continuam em aberto. Depois, se quiseres mais, vai mais a fundo: a física quântica dos materiais, como funciona realmente um computador quântico e como avaliar a corrida, e as famosas experiências-enigma reexaminadas.

A gold-plated ion-trap chip with rows of electrodes, mounted in a copper vacuum housing and wired with fine copper leads

An ion trap built at NIST for quantum-computing experiments, in which single charged atoms are held and controlled.

National Institute of Standards and Technology (NIST) · Domínio público

Science

  • Dentro de um computador quântico: algoritmos, erros e o caminho para máquinas úteis Como funciona realmente um algoritmo quântico? Acompanha um à mão, fatoriza o número 15 com o truque de Shor usando apenas restos, vê porque é que as moléculas esmagam os computadores comuns e percebe porque é que tudo gira à volta dos erros. Depois, avalia a corrida do hardware plataforma a plataforma e vê porque é que cada aceleração anunciada tem de superar o melhor método convencional.
  • Máquinas quânticas: computadores, códigos e sensores — realidade ou exagero? O que contém realmente um computador quântico e para que serviria? Descobre porque é que não experimenta simplesmente todas as respostas ao mesmo tempo, como a corrida para proteger os códigos criptográficos atuais já está em curso, que sensores e relógios quânticos já funcionam hoje e como distinguir um verdadeiro resultado quântico de uma palavra de marketing.
  • Matéria quântica: quando inúmeras partículas agem como uma só Porque é que os metais conduzem eletricidade enquanto o vidro deixa a luz passar diretamente? Descobre o que acontece quando inúmeras partículas agem como uma só: supercondutores que fazem ímanes levitar, hélio que sobe pelas paredes do copo, partículas que só existem dentro dos materiais, resistência em degraus perfeitos e o grafeno, da fita-cola às camadas torcidas.
  • Enigmas quânticos reexaminados: apagadores, escolhas retardadas e paradoxos O apagador quântico, a escolha retardada de Wheeler, um detetor encontrado sem lhe tocar, a propriedade de uma partícula aparentemente noutro sítio. Reexamina as famosas experiências «impossíveis» tal como foram realmente feitas, descobre o que mostram e o que não mostram, e como acabam por ser mal noticiadas.
  • Estranheza quântica: as experiências que derrubaram o senso comum Dispara eletrões, um de cada vez, contra duas fendas e vê um padrão de riscas a formar-se ponto a ponto, como se cada um passasse pelas duas. Descobre, experiência a experiência, porque é que o mundo microscópico obedece a regras diferentes: a sobreposição e o gato de Schrödinger, o princípio da incerteza, partículas que atravessam paredes por efeito de túnel e o entrelaçamento a que Einstein chamou fantasmagórico, cujos testes valeram o Prémio Nobel de 2022.
  • O que se passa realmente? De onde vieram os quanta e o que significam Como um punhado de físicos, entre 1900 e 1927, foi forçado a aceitar uma física nova e estranha, onde ela já trabalha para ti em transístores, lasers e aparelhos de ressonância magnética, e porque é que o seu significado ainda é debatido. Pondera as interpretações rivais, cada uma honestamente assinalada como questão em aberto, e termina na fronteira inacabada onde o quântico encontra a gravidade.

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