Pesquisadores demonstraram, em 20 de outubro de 2026, que partículas quânticas trançadas podem viabilizar computadores quânticos universais e sem erros. A descoberta, publicada na revista Nature, foi realizada por uma equipe que utilizou um processador de íons aprisionados para criar quasipartículas conhecidas como ânyons. Essas partículas, ao serem trançadas, permitem executar qualquer tipo de cálculo, aproximando os computadores quânticos da versatilidade dos computadores clássicos.
Um computador quântico verdadeiramente útil deverá ser capaz de executar qualquer algoritmo, alcançando a mesma versatilidade dos PCs comuns, mas os protótipos atuais são máquinas muito especializadas, rodando apenas uns poucos tipos de cálculos. A nova abordagem, baseada no trançado de ânyons, promete superar essa limitação, oferecendo um caminho para a computação quântica universal.
O que são ânyons e por que importam
Ânyons são quasipartículas que surgem em sistemas bidimensionais e possuem propriedades estatísticas intermediárias entre férmions e bósons. Quando dois ânyons são trocados de posição, o estado quântico do sistema sofre uma transformação que depende do caminho percorrido — um fenômeno conhecido como trançado. Essa propriedade é a base para a computação quântica topológica, que promete ser intrinsecamente resistente a erros.
Além de permitir todos os tipos de cálculos, essas partículas oferecem uma proteção natural contra erros. Isso ocorre porque a informação quântica é armazenada nas propriedades globais do sistema, e não em estados locais suscetíveis a perturbações ambientais. A robustez topológica reduz a necessidade de correção de erros ativa, um dos maiores desafios da computação quântica atual.
Do grupo D4 ao universo S3
A equipe já havia usado um computador quântico de íons aprisionados para criar ânyons com base em um grupo de simetria chamado D4, que são as rotações e reflexões que deixam um quadrado inalterado. Esse trabalho anterior estabeleceu as bases experimentais para a criação controlada de ânyons em laboratório.
Agora eles criaram um “universo mais complexo”, demonstrando que os ânyons trançados por si sós permitem todas as operações necessárias a um computador de uso geral. A complexidade adicional vem do uso de um grupo de simetria diferente, que amplia o conjunto de operações possíveis.
Simetria S3 e o experimento com 54 qubits
A equipe voltou-se agora para um tipo diferente de simetria, chamada S3, as rotações e inversões de imagem espelhada que deixam um triângulo equilátero inalterado. Eles então traçaram seus ânyons no processador de íons aprisionados, entrelaçando 54 qubits. Esse número de qubits representa um avanço significativo na complexidade do sistema, permitindo a realização de operações de trançado mais sofisticadas.
O experimento demonstrou que o trançado dos ânyons S3 gera um conjunto completo de portas lógicas quânticas, condição necessária para a universalidade computacional. Em outras palavras, qualquer algoritmo quântico pode, em princípio, ser implementado usando apenas as operações de trançado dessas partículas.
Pequenos universos e correção automática de erros
“A forma como eu vejo esses códigos é que eles estão criando pequenos universos, universos alternativos, mas que refletem algumas das propriedades do nosso próprio,” disse Verresen, um dos autores do estudo. A analogia ilustra a ideia de que os estados topológicos formam um espaço de Hilbert protegido, imune a perturbações locais.
Essa proteção natural contra erros é uma das principais vantagens da abordagem. Em vez de depender de correção de erros ativa, que consome recursos computacionais, o sistema “automático” de correção de erros pode operar de forma passiva, simplificando a arquitetura do computador quântico.
Próximos passos e desafios práticos
Esta ainda foi apenas uma prova de princípio, e agora será necessário demonstrar que, além de realizar qualquer cálculo, o sistema “automático” de correção de erros também funciona em condições práticas. Os pesquisadores precisarão escalar o número de qubits e reduzir as taxas de erro para níveis aceitáveis para aplicações reais.
Apesar dos desafios, o resultado representa um marco importante na busca por computadores quânticos universais e tolerantes a falhas. A demonstração de universalidade com ânyons S3 abre caminho para o desenvolvimento de arquiteturas quânticas mais robustas e versáteis.