Pesquisadores da Universidade Estadual da Louisiana desenvolveram um reservatório quântico óptico capaz de processar dados em temperatura ambiente a partir de feixes de luz clássica comum. A técnica dispensa os sistemas caros e complexos de refrigeração criogênica a 1 Kelvin, equivalente a 272,15 graus Celsius negativos, exigidos na computação quântica tradicional para evitar a perda de informações por ruído térmico.
O estudo publicado na revista científica Advanced Science demonstra que o sistema tolera ruídos e perdas severas de sinal enquanto acessa dinâmicas de até 40 fótons simultâneos. “Em vez de exigir sistemas quânticos perfeitamente isolados e extremamente frágeis, mostramos que comportamentos quânticos úteis podem ser extraídos da luz clássica comum, mesmo na presença de ruído e perdas substanciais”, afirmou Omar Magaña-Loaiza, professor associado de Física da Universidade Estadual da Louisiana e coordenador do Laboratório de Fotônica Quântica.
Como a luz comum se transforma em processador quântico?
A arquitetura substitui as fontes frágeis de fótons individuais isolados por fontes de luz brilhante contínua, semelhantes ao feixe emitido por uma lanterna ou laser padrão. Ao atravessar uma rede óptica especialmente desenhada, o feixe luminoso tem suas variações naturais mapeadas por detectores de alta resolução com capacidade de contagem de fótons, os quais identificam exatamente quantas partículas chegam aos sensores a cada instante da medição.
Acompanhe: Tecnologia da IBM viabiliza computadores quânticos com ‘geladeiras’ super-refrigeradas
Para construir a rede de processamento, os pesquisadores combinaram a polarização da luz, sua distribuição espacial e a contagem exata de fótons em um único arranjo experimental integrado. Essa integração gerou um espaço computacional amplo com 861 componentes mensuráveis, permitindo selecionar estados físicos específicos e contornar a necessidade de isolamento a vácuo. “Nós combinamos a polarização e a estrutura espacial da luz com medições de resolução de número de fótons em um único sistema. Isso cria um espaço de informações muito mais rico. A mesma plataforma óptica pode explorar a dinâmica quântica de múltiplas partículas e aprender funções matemáticas com comportamentos muito diferentes”, explicou Mingyuan Hong, autor principal do artigo científico, que conduziu o trabalho durante seu doutorado na instituição da Louisiana e atua atualmente como pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Maryland, em tradução livre.
Aplicações do reservatório óptico em inteligência artificial
O modelo utiliza os princípios da computação de reservatório, método no qual a complexidade interna de um meio físico realiza as transformações matemáticas pesadas de modo espontâneo. Em vez de exigir o treinamento minucioso de redes neurais profundas inteiras em computadores digitais, o operador calibra unicamente uma camada linear de saída para interpretar os padrões físicos projetados pelo feixe luminoso.
Durante as validações práticas, o reservatório óptico aprendeu e previu com sucesso seis funções matemáticas não lineares distintas, atestando aptidão direta para tarefas analíticas complexas de aprendizado de máquina. O sistema também atuou como simulador quântico de laboratório, reproduzindo com fidelidade a dispersão característica de um passeio aleatório quântico em condições operacionais ruidosas.
Leia também: Cientistas alcançam marco quântico: JUPITER, supercomputador europeu, simula 50 qubits pela primeira vez
Dados da pesquisa da Universidade Estadual da Louisiana
- Publicação científica: revista Advanced Science, com artigo divulgado em 19 de agosto de 2026.
- Instituição de origem: Universidade Estadual da Louisiana, em Baton Rouge, nos Estados Unidos.
- Capacidade de escala: processamento de até 40 fótons e 861 componentes mensuráveis no espaço de estados.
- Condição térmica: operação funcional em temperatura ambiente, sem necessidade de criogenia a 1 Kelvin.
- Tarefas validadas: simulação de passeio aleatório quântico e aprendizado de 6 funções matemáticas complexas.
O avanço abre caminho para a construção de processadores ópticos híbridos mais baratos e acessíveis a laboratórios industriais, sem a dependência de infraestruturas criogênicas massivas para sustentar a coerência de dados quânticos.