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Backup do WhatsApp nem sempre funciona: faça isto para não perder conversas no app

Já pensou perder todas as suas conversas e arquivos de anos no WhatsApp? Infelizmente isso é algo que pode acontecer, pois o backup do aplicativo nem sempre funciona. No entanto, a notícia boa é que existe uma solução para que você não sofra com esse problema. Os problemas de backup no WhatsApp são mais frequentes do que parecem. No /r/WhatsApp, por exemplo, você encontra diversos relatos de pessoas que perderam e tiveram problemas com as falhas nesse sistema. Leia mais: Como fazer e restaurar backup de WhatsApp no Android? Onde fica o backup do WhatsApp no Android e iPhone? Como fazer backup do WhatsApp no iPhone (iOS) com iCloud O backup do WhatsApp funciona através de terceiros, o Google Drive e iCloud. Dessa maneira, você pode gerenciá-lo em seu armazenamento em nuvem pessoal, onde ficam todas as suas conversas e mídias. Assim, se precisar reinstalar o app, seja no seu celular atual ou em outro aparelho, poderá restaurar o backup na configuração. No entanto, o problema é que durante a configuração, algo pode dar errado e a restauração falhar, fazendo com que o WhatsApp carregue em branco, sem as suas informações. Não existem redundâncias e muito menos proteção contra falhas. Ao perder o backup, não há mais como o recuperar. Backup do WhatsApp é seguro? O backup do WhatsApp não é totalmente seguro justamente por conta dessas falhas que podem acontecer e fazer você perder todo o seu histórico de conversas e arquivos. Um dos pontos negativos é que o aplicativo não possui uma redundância, ou seja, não garante que vai haver a substituição de uma ou duas unidades para a restauração do sistema. Caso tivesse a redundância, você não ficaria sem os seus arquivos após uma falha. Também não há instruções por parte do WhatsApp sobre como proteger os backups ou criar as redundâncias. Outro ponto é que existe a possibilidade criar backups locais, no entanto, o app não deixa a restauração ser feita em celulares a partir do Android 10. Assim, continua direcionando você para a nuvem. O que fazer para salvar as conversas do WhatsApp? Uma forma de salvar as conversas do WhatsApp é realizar o backup de sua mídia de forma separada na nuvem ou até mesmo em uma unidade física. Fique atento na hora de arquivar as conversas inteiras, pois é necessário que você as salve individualmente em um formato legível por humanos e também faça o backup desse arquivo. Passo a passo para fazer o backup de conversas Tempo necessário: 4 minutos Abra a conversa que deseja salvar e clique nos três pontos na parte superiorClique em “Mais”. Toque em “Exportar conversas” e escolha como deseja exportar O WhatsApp vai dar a opção de exportar as conversas “Sem mídia” ou “Incluir mídia”. Escolha a que deseja e espere o aplicativo processar o arquivo zip. Após carregar, ele vai aparecer na parte inferior. Copie o arquivo para o armazenamento do seu celular ou compartilhe com outros aplicativos. Um ponto importante é que caso você escolha a opção para incluir arquivos, saiba que o WhatsApp nem sempre inclui todas as mídias. Então, o recomendável é fazer o backup de mídia manualmente mesmo.  Como criar um backup local criptografado? Para criá-lo, você precisa abrir o aplicativo File Explorer que preferir e abrir o WhatsAPP – Databases. Assim, vão aparecer alguns arquivos CRYPT14. O mais recente é o backup que você precisa copiar e salvar em outro local ou dispositivo. Matheus Chaves é colaborador(a) no Olhar Digital Layse Ventura é jornalista formada pela Uerj e mestre em Engenharia e Gestão do Conhecimento pela Ufsc. Acumula mais de 10 anos de experiência como repórter, copywriter e analista de SEO.

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Estudo descobre que chatbots de IA podem passar em exames de hacking ético certificados

Chatbots com inteligência artificial (IA) podem passar em um exame de segurança cibernética, mas não confie neles para proteção completa. Essa é a conclusão de um artigo recente coautorado pelo pesquisador da Universidade do Missouri Prasad Calyam e colaboradores da Universidade Amrita na Índia. A equipe testou duas ferramentas líderes de IA generativa — ChatGPT da OpenAI e Bard do Google — usando um exame padrão certificado de hacking ético. Certified Ethical Hackers são profissionais de segurança cibernética que usam os mesmos truques e ferramentas que hackers mal-intencionados para encontrar e consertar falhas de segurança. Os exames de Ethical Hacking medem o conhecimento de uma pessoa sobre diferentes tipos de ataques, como proteger sistemas e como responder a violações de segurança. ChatGPT e Bard, agora Gemini, são programas avançados de IA chamados de modelos de linguagem grandes. Eles geram texto semelhante ao humano usando redes com bilhões de parâmetros que permitem que eles respondam perguntas e criem conteúdo. No estudo, Calyam e a equipe testaram os bots com perguntas padrão de um exame de hacking ético certificado e validado. Por exemplo, eles desafiaram as ferramentas de IA a explicar um ataque man-in-the-middle — um ataque no qual um terceiro intercepta a comunicação entre dois sistemas. Ambos foram capazes de explicar o ataque e sugeriram medidas de segurança sobre como preveni-lo. No geral, o Bard superou ligeiramente o ChatGPT em termos de precisão, enquanto o ChatGPT exibiu melhores respostas em termos de abrangência, clareza e concisão, descobriram os pesquisadores. "Nós os colocamos em vários cenários do exame para ver até onde eles iriam em termos de resposta às perguntas", disse Calyam, professor Greg L. Gilliom de Segurança Cibernética em Engenharia Elétrica e Ciência da Computação na Mizzou. "Ambos passaram no teste e tiveram boas respostas que eram compreensíveis para indivíduos com experiência em defesa cibernética — mas eles estão dando respostas incorretas também. E em segurança cibernética, não há espaço para erro. Se você não tapar todos os buracos e confiar em conselhos potencialmente prejudiciais, você será atacado novamente. E é perigoso se as empresas acham que consertaram um problema, mas não o fizeram." Os pesquisadores também descobriram que quando as plataformas foram solicitadas a confirmar suas respostas com prompts como "você tem certeza?", ambos os sistemas mudaram suas respostas, frequentemente corrigindo erros anteriores. Quando os programas foram solicitados a dar conselhos sobre como atacar um sistema de computador, o ChatGPT fez referência à "ética", enquanto o Bard respondeu que não foi programado para ajudar com esse tipo de pergunta. Calyam não acredita que essas ferramentas possam substituir especialistas humanos em segurança cibernética com experiência em resolução de problemas para elaborar medidas robustas de defesa cibernética, mas elas podem fornecer informações básicas para indivíduos ou pequenas empresas que precisam de assistência rápida. "Essas ferramentas de IA podem ser um bom ponto de partida para investigar problemas antes de consultar um especialista", disse ele. "Elas também podem ser boas ferramentas de treinamento para aqueles que trabalham com tecnologia da Informação ou que querem aprender o básico sobre como identificar e explicar ameaças emergentes." A parte mais promissora? As ferramentas de IA só vão continuar a melhorar suas capacidades, ele disse. "A pesquisa mostra que os modelos de IA têm o potencial de contribuir para o hacking ético, mas mais trabalho é necessário para aproveitar totalmente suas capacidades", disse Calyam. "No final das contas, se pudermos garantir sua precisão como hackers éticos, podemos melhorar as medidas gerais de segurança cibernética e confiar neles para nos ajudar a tornar nosso mundo digital mais seguro e protegido." O estudo, "ChatGPT ou Bard: Quem é o melhor Hacker Ético Certificado", foi Publicados na edição de maio da revista Computadores e Segurança.

Os coautores foram Raghu Raman e Krishnashree Achuthan. Mais Informações: Raghu Raman et al, ChatGPT ou Bard: Quem é o melhor Hacker Ético Certificado?, Computadores e Segurança (2024). DOI: 10.1016/j.cose.2024.103804 Citação: Chatbots de IA podem passar em exames de hacking ético certificados, segundo estudo (2024, 9 de julho) recuperado em 9 de julho de 2024 de https://techxplore.com/news/2024-07-ai-chatbots-certified-ethical-hacking.html Este documento está sujeito a direitos autorais. Além de qualquer uso justo para fins de estudo ou pesquisa privada, nenhuma parte pode ser reproduzida sem permissão por escrito. O conteúdo é fornecido apenas para fins informativos.

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Windows 11: como desativar anúncios no menu iniciar

Com o lançamento do Windows 11, a Microsoft trouxe uma série de atualizações visuais e funcionais para melhorar a experiência do usuário. Uma das mudanças notáveis é a inclusão de anúncios e sugestões no menu Iniciar, destinados a fornecer informações relevantes e promover aplicativos e serviços. No entanto, para alguns usuários, essas sugestões podem ser vistas como intrusivas ou desnecessárias, interferindo na organização e na estética do desktop. Desativar anúncios no menu Iniciar é uma opção útil para quem prefere uma interface mais limpa e focada nas suas próprias escolhas de aplicativos e conteúdos. Este guia passo a passo ajudará você a configurar seu Windows 11 para remover essas sugestões, permitindo uma personalização mais completa de acordo com suas preferências e necessidades. Leia também: Vai ser possível acessar seu Android no menu ‘Iniciar’ do Windows 11 Como deletar arquivos no Windows 11 Windows 11 Home e Pro: qual a diferença e qual o melhor para você? Vamos explorar como realizar esse ajuste de forma simples e eficaz, garantindo que seu menu Iniciar se adapte perfeitamente ao seu estilo de uso diário do computador. Tempo necessário: 2 minutos Abra as configuraçõesAbra as configurações do menu clicando no ícone do Windows 11 no canto inferior esquerdo da tela e em seguida em “Configurações” (ícone de engrenagem), ou pressione as teclas Windows+i no teclado Vá em “Personalização”Na barra esquerda da tela de configurações, clique na opção escrita “Personalização” na lista de opções disponíveis Clique na opção “Iniciar”Na seção de Personalização, escolha “Iniciar” no menu (a quinta opção de cima pra baixo) Desative a quarta opçãoRole para baixo até encontrar a opção “Mostrar recomendações para dicas, atalhos, novos aplicativos e muito mais”, e desative o interruptor ao lado desta opção para desabilitar a exibição de anúncios e sugestões no menu Iniciar Certifique-se de que a configuração foi aplicada corretamente, e depois feche a janela de Configurações e retorne ao menu Iniciar para verificar se os anúncios foram removidos. Se desejar mais personalização, explore outras opções na seção de Personalização para ajustar a aparência e o funcionamento do seu menu Iniciar conforme suas preferências. Seguindo esses passos, você deve conseguir desativar os anúncios no menu Iniciar do Windows 11 com facilidade.

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Recozimentos Quânticos Desvendam os Mistérios dos Sistemas de Muitos Corpos

Cientistas utilizaram um recozedor quântico para simular materiais quânticos de forma eficaz, marcando um desenvolvimento crucial na aplicação da computação quântica na ciência dos materiais e melhorando o desempenho dos dispositivos de memória quântica. Os físicos há muito tempo vêm buscando a ideia de simular partículas quânticas com um computador que é composto de partículas quânticas. Foi exatamente isso que cientistas do Forschungszentrum Jülich fizeram junto com colegas da Eslovênia. Eles usaram um recozimento quântico para modelar um material quântico da vida real e mostraram que o recozimento quântico pode espelhar diretamente as interações microscópicas de elétrons no material. O resultado é um avanço significativo no campo, mostrando a aplicabilidade prática da computação quântica na resolução de problemas complexos de ciência de materiais. Além disso, os pesquisadores descobriram fatores que podem melhorar a durabilidade e a eficiência energética de dispositivos de memória quântica. O legado de Richard Feynman na computação quântica No início dos anos 1980, Richard Feynman perguntou se era possível modelar a natureza com precisão usando um computador clássico. Sua resposta foi: Não. O mundo consiste em partículas fundamentais, descritas pelos princípios da física quântica. O crescimento exponencial das variáveis ​​que devem ser incluídas nos cálculos leva até os supercomputadores mais poderosos aos seus limites. Em vez disso, Feynman sugeriu usar um computador que fosse feito de partículas quânticas. Com sua visão, Feynman é considerado por muitos o Pai da computação quântica. Cientistas do Forschungszentrum Jülich na Alemanha, juntamente com colegas de instituições eslovenas, mostraram agora que essa visão pode realmente ser colocada em prática. A aplicação que eles estão analisando é um chamado sistema de muitos corpos. Tais sistemas descrevem o comportamento de um grande número de partículas que interagem entre si. No contexto da física quântica, eles ajudam a explicar fenômenos como supercondutividade ou transições de fase quântica no zero absoluto . A uma temperatura de 0 Kelvin, em vez de flutuações térmicas, apenas flutuações quânticas ocorrem quando um parâmetro físico como o campo magnético muda. D-Wave Quantum Annealer JUPSI no Forschungszentrum Jülich. Crédito: Forschungszentrum Jülich / Sascha Kreklau Desafios e técnicas em pesquisa de materiais quânticos “Um desafio na pesquisa de materiais quânticos é medir e modelar quantitativamente as transições de fase de sistemas de muitos corpos”, explica Dragan Mihailović do Instituto Jožef Stefan na Eslovênia. Neste estudo, os cientistas investigaram o material quântico 1T-TaS2que é usado em uma ampla gama de aplicações, incluindo eletrônicos supercondutores e dispositivos de armazenamento com eficiência energética. Jaka Vodeb, do Jülich Supercomputing Center, descreve a abordagem: “Colocamos o sistema em um estado de não equilíbrio e observamos como os elétrons na rede de estado sólido se reorganizam após uma transição de fase de não equilíbrio, tanto experimentalmente quanto por meio de simulações. ” Todos os cálculos foram realizados utilizando o recozimento quântico da empresa D-Wave, que está integrado na Infraestrutura Unificada de Jülich para Computação Quântica, JUNIQ. Avançando na tecnologia quântica e na eficiência Os pesquisadores puderam modelar com sucesso o crossover de dinâmicas dominadas por flutuação quântica ruidosa e conduzidas por temperatura. Além disso, os cientistas demonstraram que as interconexões de qubit do quantum annealer podem espelhar diretamente as interações microscópicas entre elétrons em um material quântico. Apenas um único parâmetro no quantum annealer deve ser modificado. O resultado se alinha estreitamente com as descobertas experimentais. No entanto, a pesquisa também tem aplicações práticas. Por exemplo, uma compreensão mais profunda do 1T-TaS2dispositivos de memória baseados em - podem levar a um dispositivo de

memória quântica prático, implementado diretamente em uma unidade de processamento quântico (QPU). Tais dispositivos podem contribuir para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos com eficiência energética, reduzindo significativamente o consumo de energia de sistemas de computação. Impacto e aplicações dos recozimentos quânticos A pesquisa destaca o potencial dos annealers quânticos na resolução de problemas práticos, abrindo caminho para sua aplicação mais ampla em vários campos, como criptografia, ciência de materiais e simulações de sistemas complexos. Além disso, as descobertas têm implicações diretas para o desenvolvimento de dispositivos de memória quântica com eficiência energética. Referência: “Dinâmica de reconfiguração de domínio quântico fora de equilíbrio em um cristal eletrônico bidimensional e um recozimento quântico” por Jaka Vodeb, Michele Diego, Yevhenii Vaskivskyi, Leonard Logaric, Yaroslav Gerasimenko, Viktor Kabanov, Benjamin Lipovsek, Marko Topic e Dragan Mihailovic, 6 de junho de 2024, Nature Communications . DOI: 10.1038/s41467-024-49179-z

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Diamond Qubits do MIT redefinem o futuro da computação quântica

Pesquisadores desenvolveram um processo de fabricação modular para produzir um sistema quântico em um chip que integra uma matriz de qubits de átomos artificiais em um chip semicondutor. Crédito: Sampson Wilcox e Linsen Li, RLE, editado Um novo sistema quântico no chip permite o controle eficiente de uma grande variedade de qubits, avançando em direção à prática Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. Pesquisadores em MIT e a MITRE desenvolveram uma plataforma de hardware quântica modular e escalável, incorporando milhares de qubits em um único chip, prometendo controle e escalabilidade aprimorados. Utilizando centros de cores de diamante, esta nova arquitetura suporta extensas redes de comunicação quântica e introduz um processo inovador de fabricação de bloqueio e liberação para integrar eficientemente esses qubits com tecnologias de semicondutores existentes. Potencial da Computação Quântica Imagine ser capaz de resolver rapidamente problemas extremamente complexos que podem levar décadas para serem resolvidos pelo supercomputador mais poderoso do mundo. Essa é a promessa dos computadores quânticos. No entanto, concretizar essa capacidade requer a construção de um sistema com milhões de blocos de construção interconectados chamados qubits. Criar e controlar tantos qubits em uma arquitetura de hardware é um enorme desafio que cientistas de todo o mundo estão se esforçando para enfrentar. Avanços em Hardware Quântico Para atingir esse objetivo, pesquisadores do MIT e do MITRE demonstraram uma plataforma de hardware modular e escalável que integra milhares de qubits interconectados em um circuito integrado personalizado. Essa arquitetura de “sistema quântico em chip” (QSoC) permite que os pesquisadores ajustem e controlem precisamente uma densa matriz de qubits. Vários chips podem ser conectados usando redes ópticas para criar uma rede de comunicação quântica em larga escala. Ao ajustar qubits em 11 canais de frequência, essa arquitetura QSoC permite um novo protocolo proposto de “multiplexação de emaranhamento” para computação quântica em larga escala. Fabricação inovadora de chips quânticos A equipe passou anos aperfeiçoando um processo intrincado para fabricar matrizes bidimensionais de microchiplets qubit do tamanho de átomos e transferindo milhares deles para um chip semicondutor de óxido metálico complementar (CMOS) cuidadosamente preparado. Essa transferência pode ser realizada em uma única etapa. “Precisaremos de um grande número de qubits e de um grande controle sobre eles para realmente alavancar o poder de um sistema quântico e torná-lo útil. Estamos propondo uma arquitetura totalmente nova e uma tecnologia de fabricação que pode suportar os requisitos de escalabilidade de um sistema de hardware para um computador quântico”, diz Linsen Li, um estudante de pós-graduação em engenharia elétrica e ciência da computação (EECS) e autor principal de um artigo sobre essa arquitetura. Os coautores de Li incluem Ruonan Han, professor associado do EECS, líder do Terahertz Integrated Electronics Group e membro do Research Laboratory of Electronics (RLE); autor sênior Dirk Englund, professor do EECS, pesquisador principal do Quantum Photonics and Artificial Intelligence Group e do RLE; assim como outros no MIT, Cornell University, Delft Institute of Technology, US Army Research Laboratory e MITRE Corporation. O artigo foi publicado recentemente na Nature . Propriedades únicas dos centros de cores de diamante Embora existam muitos tipos de qubits, os pesquisadores escolheram usar centros de cores de diamante por causa de suas vantagens de escalabilidade. Eles usaram esses qubits anteriormente para produzir chips quânticos integrados com circuitos fotônicos. Qubits feitos de centros de cor de diamante são “átomos artificiais” que carregam informações quânticas. Como os centros de cor de diamante são sistemas de estado sólido, a fabricação de qubits é compatível com os processos modernos de fabricação de semicondutores.

Eles também são compactos e têm tempos de coerência relativamente longos, que se referem à quantidade de tempo em que o estado de um qubit permanece estável, devido ao ambiente limpo fornecido pelo material de diamante. Além disso, os centros de cores de diamante têm interfaces fotônicas que permitem que eles sejam emaranhados ou conectados remotamente com outros qubits que não sejam adjacentes a eles. “A suposição convencional no campo é que a não homogeneidade do centro de cor do diamante é uma desvantagem em comparação com a memória quântica idêntica, como íons e átomos neutros. No entanto, transformamos esse desafio em uma vantagem ao abraçar a diversidade dos átomos artificiais: cada átomo tem sua própria frequência espectral. Isso nos permite comunicar com átomos individuais por meio do ajuste de voltagem em ressonância com um laser, muito parecido com o ajuste do dial em um pequeno rádio”, diz Englund. Desafios de comunicação e controle quânticos Isto é especialmente difícil porque os pesquisadores devem conseguir isso em grande escala para compensar a falta de homogeneidade do qubit em um sistema grande. Para se comunicarem entre qubits, eles precisam ter múltiplos desses “rádios quânticos” discados no mesmo canal. Alcançar essa condição se torna quase certo ao escalar para milhares de qubits. Para esse fim, os pesquisadores superaram esse desafio integrando uma grande variedade de qubits de centro de cor de diamante em um chip CMOS que fornece os mostradores de controle. O chip pode ser incorporado com lógica digital integrada que reconfigura as tensões de forma rápida e automática, permitindo que os qubits atinjam a conectividade total. “Isso compensa a natureza não homogênea do sistema. Com a plataforma CMOS, podemos ajustar de forma rápida e dinâmica todas as frequências qubit”, explica Li. Fabricação de bloqueio e liberação Para construir este QSoC, os pesquisadores desenvolveram um processo de fabricação para transferir “microchiplets” do centro de cor do diamante para um backplane CMOS em grande escala. Eles começaram fabricando uma série de microchiplets centrais de cor de diamante a partir de um bloco sólido de diamante. Eles também projetaram e fabricaram antenas ópticas que permitem uma coleta mais eficiente dos fótons emitidos por esses qubits de centro de cor no espaço livre. Em seguida, eles projetaram e mapearam o chip da fundição de semicondutores. Trabalhando na sala limpa do MIT.nano, eles pós-processaram um chip CMOS para adicionar soquetes em microescala que correspondam ao conjunto de microchiplet de diamante. Eles construíram uma configuração de transferência interna no laboratório e aplicaram um processo de trava e liberação para integrar as duas camadas travando os microchiplets de diamante nos soquetes do chip CMOS. Como os microchiplets de diamante são fracamente ligados à superfície do diamante, quando eles liberam o diamante em massa horizontalmente, os microchiplets permanecem nos soquetes. “Como podemos controlar a fabricação tanto do diamante quanto do chip CMOS, podemos fazer um padrão complementar. Dessa forma, podemos transferir milhares de chiplets de diamante para seus soquetes correspondentes, todos ao mesmo tempo”, diz Li. Os pesquisadores demonstraram uma transferência de área de 500 por 500 mícrons para uma matriz com 1.024 nanoantenas de diamante, mas eles poderiam usar matrizes de diamante maiores e um chip CMOS maior para ampliar ainda mais o sistema. Na verdade, eles descobriram que com mais qubits, ajustar as frequências requer menos voltagem para esta arquitetura. “Nesse caso, se você tiver mais qubits, nossa arquitetura funcionará ainda melhor”, diz Li. Perspectivas Futuras e Testes de Desempenho A equipe testou muitas nanoestruturas antes de determinar o conjunto de microchiplet ideal para o processo de bloqueio e liberação. No entanto, fabricar microchiplets quânticos não é uma tarefa fácil e o processo levou anos para ser aperfeiçoado. “Repetimos e desenvolvemos

a receita para fabricar essas nanoestruturas de diamante na sala limpa do MIT, mas é um processo muito complicado. Foram necessárias 19 etapas de nanofabricação para obter os microchiplets quânticos de diamante, e as etapas não foram simples”, acrescenta. Juntamente com o QSoC, os investigadores desenvolveram uma abordagem para caracterizar o sistema e medir o seu desempenho em larga escala. Para fazer isso, eles construíram uma configuração de metrologia crio-óptica personalizada. Usando essa técnica, eles demonstraram um chip inteiro com mais de 4.000 qubits que poderia ser sintonizado na mesma frequência, mantendo seu spin e propriedades ópticas. Eles também construíram uma simulação de gêmeo digital que conecta o experimento à modelagem digitalizada, o que os ajuda a compreender as causas básicas do fenômeno observado e a determinar como implementar a arquitetura com eficiência. No futuro, os pesquisadores poderiam aumentar o desempenho de seu sistema refinando os materiais que eles usaram para fazer qubits ou desenvolvendo processos de controle mais precisos. Eles também poderiam aplicar essa arquitetura a outros sistemas quânticos de estado sólido. Referência: “Integração heterogênea de interfaces spin–fóton com uma plataforma CMOS” por Linsen Li, Lorenzo De Santis, Isaac BW Harris, Kevin C. Chen, Yihuai Gao, Ian Christen, Hyeongrak Choi, Matthew Trusheim, Yixuan Song, Carlos Errando-Herranz, Jiahui Du, Yong Hu, Genevieve Clark, Mohamed I. Ibrahim, Gerald Gilbert, Ruonan Han e Dirk Englund, 29 de maio de 2024, Nature . DOI: 10.1038/s41586-024-07371-7 Este trabalho foi apoiado pelo Programa Quantum Moonshot da MITRE Corporation, pela Fundação Nacional de Ciências dos EUA, pelo Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA, pelo Centro de Redes Quânticas e pelo Programa de Pesquisa e Inovação Horizonte 2020 da União Europeia.

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Quando irradiadas com luz infravermelha, certas moléculas, como as ftalocianinas metálicas, vibram e geram pequenos campos magnéticos localizados. Os pesquisadores calcularam esses efeitos e pretendem provar e manipular experimentalmente esses campos para aplicações potenciais na computação quântica. Crédito: SciTechDaily.com Os físicos da TU Graz determinaram que certas moléculas podem ser estimuladas por pulsos de luz infravermelha para gerar pequenos campos magnéticos. Se os testes experimentais também forem bem-sucedidos, esta técnica poderá ser potencialmente aplicada em circuitos de computadores quânticos. Quando as moléculas absorvem luz infravermelha, elas começam a vibrar à medida que recebem energia. Andreas Hauser do Instituto de Física Experimental da Universidade de Tecnologia de Graz (TU Graz) usaram esse processo bem compreendido como base para explorar se essas vibrações poderiam ser aproveitadas para produzir campos magnéticos. Como os núcleos atômicos carregam carga positiva, o movimento dessas partículas carregadas resulta na criação de um campo magnético. Usando o exemplo das ftalocianinas metálicas – moléculas de corante planas em forma de anel – Andreas Hauser e sua equipe calcularam agora que, devido à sua alta simetria, essas moléculas na verdade geram minúsculos campos magnéticos na faixa nanométrica quando pulsos infravermelhos agem sobre elas. De acordo com os cálculos, deveria ser possível medir a intensidade do campo bastante baixa, mas localizada com muita precisão, usando espectroscopia de ressonância magnética nuclear. Os pesquisadores publicaram seus resultados no Jornal da Sociedade Química Americana. Dança circular das moléculas Para os cálculos, a equipe baseou-se em trabalhos preliminares dos primórdios da espectroscopia a laser, alguns dos quais com décadas de existência, e usou a moderna teoria da estrutura eletrônica em supercomputadores do Cluster Científico de Viena e da TU Graz para calcular como as moléculas de ftalocianina se comportam quando irradiadas com luz infravermelha circularmente polarizada. O que aconteceu foi que as ondas de luz polarizadas circularmente, isto é, torcidas helicoidalmente, excitam duas vibrações moleculares ao mesmo tempo, formando ângulos retos entre si. Andreas Hauser do Instituto de Física Experimental da TU Graz. Crédito: Lunghammer – TU Graz “Como todo casal que dança rumba sabe, a combinação certa de frente-trás e esquerda-direita cria um pequeno ciclo fechado. E este movimento circular de cada núcleo atômico afetado cria, na verdade, um campo magnético, mas apenas muito localmente, com dimensões na faixa de alguns nanômetros”, diz Andreas Hauser. Moléculas como circuitos em computadores quânticos Ao manipular seletivamente a luz infravermelha, é ainda possível controlar a força e a direção do campo magnético, explica Andreas Hauser. Isso transformaria as moléculas em interruptores ópticos de alta precisão, que talvez também pudessem ser usados ​​para construir circuitos para um computador quântico. Representação esquemática de uma molécula metálica de ftalocianina que é colocada em duas vibrações (vermelha e azul), criando um momento dipolar elétrico rotativo (verde) no plano molecular e, portanto, um campo magnético. Crédito: Wilhelmer/Diez/Krondorfer/Hauser – TU Graz Experimentos como próxima etapa Juntamente com colegas do Instituto de Física do Estado Sólido da TU Graz e uma equipe da Universidade de Graz, Andreas Hauser quer agora provar experimentalmente que os campos magnéticos moleculares podem ser gerados de forma controlada. “Para comprovação, mas também para aplicações futuras, a molécula de ftalocianina precisa ser colocada em uma superfície. No entanto, isto altera as condições físicas, o que por sua vez influencia a excitação induzida pela luz e as características do campo magnético”, explica Andreas Hauser. “Queremos, portanto, encontrar um material de suporte que tenha impacto mínimo no mecanismo desejado.” Na próxima etapa, o físico e seus colegas querem calcular as interações entre as ftalocianinas depositadas, o material de suporte e a luz infravermelha antes de testar em experimentos as variantes mais promissoras. Referência: “Pseudorotação molecular em ftalocianinas como ferramenta para controle de campo magnético em nanoescala” por Raphael Wilhelmer, Matthias Diez, Johannes K. Krondorfer e Andreas W. Hauser, 14 de maio de 2024, Jornal da Sociedade Química Americana. DOI: 10.1021/jacs.4c01915 O estudo foi financiado pelo Fundo Austríaco para a Ciência.

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Uma equipe combinada de especialistas em segurança da Universidade Nacional de Seul e da Samsung Research encontrou uma vulnerabilidade nas extensões de marcação de memória (MTEs) empregadas pelos processadores ARM como meio de proteção contra vazamentos de memória. O grupo publicou um papel descrevendo suas descobertas sobre o arXiv servidor de pré-impressão. Em 2018, Arm, Ltd., introduziu um novo recurso de hardware para máquinas avançadas de computador com conjunto de instruções reduzidas (RISC) (ARMs) que poderiam ser usadas por fabricantes de software para detectar violações de memória. Os MTEs marcam blocos de memória física com metadados. Quando o software faz uma chamada de memória dentro de uma região marcada, geralmente usando um ponteiro, o novo hardware verifica se o ponteiro contém uma chave correspondente para o bloco de memória referenciado. Caso contrário, um erro será retornado, evitando que os dados sejam gravados onde isso não deveria acontecer — como durante buffer overflows. A introdução do MTE foi considerada uma adição atraente à arquitetura ARM porque ajuda os programadores a prevenir a corrupção da memória e possíveis vulnerabilidades, como o acesso de hackers a dados em áreas não seguras. Infelizmente, parece que a introdução dos MTE também levou à introdução de um novo vulnerabilidade. Neste novo trabalho, a equipe de pesquisa desenvolveu duas técnicas que eles chamam de TIKTAG-v1 e -v2, que afirmam ser capazes de extrair tags MTE para áreas de endereços de memória aleatórias. Eles explicam que ambas as técnicas envolvem o uso de software para observar como as operações especulativas influenciam a forma como os dados são pré-buscados. Os sistemas de software usam pré-busca para acelerar as operações, evitando atrasos associados à espera pela recuperação de dados. As execuções especulativas funcionam da mesma maneira, executando antecipadamente código que pode ser útil no futuro, às vezes usando dados pré-buscados e gravando em memória. Se os resultados de tais execuções não forem necessários, eles serão simplesmente descartados. As vulnerabilidades que a equipe encontrou envolviam o aproveitamento de informações pré-buscadas e/ou descartadas. A equipe de pesquisa descobriu que conseguiu extrair tags MTE em 95% de suas tentativas, o que, observam, poderia levar à exploração. Eles também propuseram diversas soluções possíveis para resolver o problema, que enviaram à Arm, Ltd. Mais Informações: Juhee Kim et al, TikTag: Quebrando a extensão de marcação de memória do ARM com execução especulativa, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2406.08719 Informações do diário: arXiv   © 2024 Science X Network Citação: Especialistas em segurança encontram vulnerabilidade nas extensões de marcação de memória do ARM (2024, 19 de junho) recuperadas em 19 de junho de 2024 em https://techxplore.com/news/2024-06-experts-vulnerability-arm-memory-tagging.html Este documento está sujeito a direitos autorais. Além de qualquer negociação justa para fins de estudo ou pesquisa privada, nenhuma parte pode ser reproduzida sem permissão por escrito. O conteúdo é fornecido apenas para fins informativos.  

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Jensen Huang, cofundador e CEO da Nvidia, aumentou sua fortuna em US$ 49,6 bilhões no primeiro quadrimestre deste ano apenas com a valorização das ações da multinacional de tecnologia que desponta como uma das vencedoras da corrida da inteligência artificial. Mas, ao que tudo indica, a Nvidia - e a fortuna de Huang - estão longe do topo. De acordo com Beth Kindig, analista de tecnologia do I/O Fund, que é especializado em growth de empresas de tecnologia, a projeção é que a Nvidia chegue a um valor de mercado de US$ 10 trilhões em 2030 - um crescimento de 250% em seis anos. A ação da Nvidia vem em uma escalada crescente. Neste ano, o papel acumula valorização de, aproximadamente, 260% (o S&P500 está em queda de cerca de 3% no ano). Em 2023, o papel negociado na Nasdaq mais do que dobrou de valor. O valor de mercado da Nvidia ultrapassou US$ 2,8 trilhões e a empresa passou a ser a terceira maior do mundo, atrás de Microsoft (US$ 3,2 trilhões) e Apple (US$ 2,9 trilhões). Para a analista do I/O Fund, o chip de próxima geração da Nvidia GPU Blackwell impulsionará outra etapa de crescimento massivo para a fabricante de chips, juntamente com sua plataforma de software CUDA e sua exposição ao mercado automotivo. Kindig estima que o GPU Blackwell superará seu antecessor, o H100, e gerará receita de data center de US$ 200 bilhões até o final do ano fiscal de 2026 da Nvidia. Em entrevista à CNBC, a especialista do I/O Fund afirmou que ainda é muito cedo para avaliar a Nvidia frente a tudo o que está por vir. Kindig disse que as estimativas para o mercado total endereçável de data centers de inteligência artificial (IA) aumentarão para US$ 400 bilhões até 2027 e para US$ 1 trilhão até 2030. E serão em grande parte capturadas pela Nvidia e não por seus maiores concorrentes, AMD ou Intel. “A Nvidia ficará com a maior parte disso”, disse Kindig, explicando que isso se deve em grande parte às ofertas de software integrados aos seus produtos de hardware. Ela complementa: “Semelhante ao que ocorreu com o iOS, que prendeu as pessoas ao iPhone porque os desenvolvedores estavam desenvolvendo aplicativos para ele, A mesma coisa está acontecendo com a Nvidia. A plataforma CUDA é a IA que os engenheiros estão aprendendo a programar e isso ajuda a prendê-los. Essa combinação, no momento, estou chamando de fosso impenetrável.” Para completar, Kindig disse que os chips de IA que estão sendo desenvolvidos internamente em empresas de tecnologia de grande porte como Amazon e Alphabet nunca competirão diretamente com a Nvidia. “Eles não vão comercializar e vender chips da mesma forma que a Nvidia faz. A Nvidia tem uma pista aberta”, concluiu Kindig.

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O Instituto de Ciência Molecular lançou uma Plataforma Preparatória para Comercialização, em colaboração com 10 parceiros da indústria, para acelerar o desenvolvimento de “frios (neutros) O Instituto de Ciência Molecular (IMS), Instituto Nacional de Ciências Naturais, estabeleceu uma “Plataforma Preparatória para Comercialização (PF)” para acelerar o desenvolvimento de novos computadores quânticos, com base na realização de um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. O lançamento do PF foi possível graças à colaboração com 10 parceiros do setor, incluindo empresas e instituições financeiras. Os 10 parceiros que aderiram ao PF incluem (listados em ordem alfabética): blueqat Inc., Development Bank of Japan Inc., Fujitsu Limited, Groovenauts, Inc., Hamamatsu Photonics KK, Hitachi, Ltd., e NEC Corporation. Comercialização e Colaboração Com o FP em vigor, o IMS aproveitará a experiência das empresas participantes e procurará aconselhamento e apoio em questões relacionadas com a comercialização, tais como os processos de criação de uma empresa start-up, desenvolvimento de computadores quânticos produzidos internamente e esforços de I&D para permitir a aplicação prática de computadores quânticos e seus serviços associados. Ela planeja lançar uma empresa start-up até o final do ano fiscal de 2024 e iniciar o desenvolvimento de computadores quânticos de “átomo frio (neutro)”. Configuração experimental para o computador quântico de átomo frio (átomo neutro) do grupo Kenji Ohmori. Crédito: Takafumi Tomita Avanços tecnológicos e competição global Há uma competição acirrada em todo o mundo para o desenvolvimento de computadores quânticos por diversas modalidades. Contudo, subsistem uma série de questões que precisam de ser abordadas para garantir que estes computadores possam ser utilizados de forma prática; essas questões incluem a necessidade de expandir a escala desses computadores e a capacidade de tomar medidas contra erros que possam ocorrer durante a computação. Nos últimos anos, a modalidade “átomo frio (neutro), que utiliza átomos individuais como qubits, tem atraído a atenção da indústria, da academia e de governos em todo o mundo como um novo método revolucionário para superar estes problemas. Outra característica da modalidade de átomo frio (neutro) é que ela opera em temperatura ambiente e não requer refrigeradores, necessários para as modalidades qubit supercondutor e qubit de silício. O grupo Ohmori no IMS é líder mundial no desenvolvimento de computadores quânticos de átomos frios (neutros). O grupo tem uma série de vantagens tecnológicas e competências essenciais,[1] incluindo “pinças ópticas” e tecnologias de microscópio para controlar um grande número de qubits de alta qualidade em uma superfície plana, e “portões ultrarrápidos de dois qubits” que usam um laser ultrarrápido para criar um emaranhado quântico entre dois qubits em apenas 6,5 nanossegundos. Em particular, as portas de dois qubits representam uma importante tecnologia central que permite a extraordinária velocidade computacional dos computadores quânticos. Em 2022, as portas ultrarrápidas de dois qubit desenvolvidas pelo grupo Ohmori alcançaram uma inovação disruptiva que acelera as portas de dois qubit do método convencional do átomo frio (neutro) em duas ordens de magnitude ao mesmo tempo. Ao aproveitar estes avanços técnicos e competências essenciais do grupo Ohmori, o IMS acelerará o desenvolvimento e a comercialização de computadores quânticos em colaboração com os seus parceiros industriais. Equipe de desenvolvimento de computadores quânticos do grupo Kenji Ohmori. Crédito: grupo Kenji Ohmori Primeira demonstração mundial de supremacia quântica usando computadores quânticos supercondutores em 2019[2] Mensagem do Professor John Martinis, Universidade da Califórnia, Santa Bárbara: “O professor Kenji Ohmori e sua equipe fizeram recentemente um grande avanço para superar a fraqueza do método do átomo neutro usando lasers ultrarrápidos para acelerar drasticamente sua porta de dois qubits em duas ordens de magnitude. Suas pinças ópticas e tecnologia de microscópio para manipular qubits atômicos individuais também são excelentes. A equipe é, portanto, um candidato extremamente promissor para a realização de um computador quântico prático num futuro próximo. Gostaria de participar ativamente e contribuir para a aplicação prática e comercialização de seu computador quântico, fazendo uso da minha experiência.” Mensagem de Yuki Takemori, Gerente Geral, Escritório de Promoção de Inovação, Departamento de Planejamento e Coordenação de Negócios, Development Bank of Japan Inc. Gerente Geral de Projetos da PF: “Após o rebentamento da bolha econômica, a economia japonesa passou os '30 anos perdidos' sem qualquer pista do seu crescimento futuro. Eu espero a computação quântica será uma tecnologia que trará uma evolução revolucionária para a humanidade, semelhante à Internet e inteligência artificial (IA) é um ramo da ciência da computação focado na criação de sistemas que podem executar tarefas que normalmente requerem inteligência humana. Essas tarefas incluem compreender a linguagem natural, reconhecer padrões, resolver problemas e aprender com a experiência. As tecnologias de IA usam algoritmos e grandes quantidades de dados para treinar modelos que podem tomar decisões, automatizar processos e melhorar ao longo do tempo por meio do aprendizado de máquina. As aplicações da IA ​​são diversas, impactando campos como saúde, finanças, automotivo e entretenimento, mudando fundamentalmente a forma como interagimos com a tecnologia. Crescerá e se tornará uma indústria extremamente importante para o Japão, atuando como um catalisador para o seu desenvolvimento e avanço. As capacidades tecnológicas do professor Kenji Ohmori e da sua equipa são um tesouro global e um trunfo para o renascimento da economia japonesa. Espero que este projeto se espalhe por toda parte.” Mensagem do Professor Kenji Ohmori, Instituto de Ciência Molecular: “Gostaria de expressar minha sincera gratidão pelo apoio de empresas tão ilustres ao desenvolvimento de nosso computador quântico de átomo frio (átomo neutro). Embora tenhamos absoluta confiança na nossa tecnologia básica, o desenvolvimento de computadores quânticos práticos requer a integração de uma variedade de “tecnologias facilitadoras”, incluindo electrónica convencional, software, engenharia de sistemas e arquitectura. Com o lançamento desta plataforma de comercialização, fortaleceremos ainda mais os nossos esforços de desenvolvimento e trabalharemos arduamente para criar um computador quântico que possa contribuir para a nossa sociedade o mais rapidamente possível.” Notas: Competência central: uma capacidade definidora que distingue uma empresa de seus concorrentes Supremacia quântica: uma demonstração da vantagem de um computador quântico sobre os computadores clássicos, incluindo supercomputadores, para processar cálculos que convencionalmente levariam muito tempo para serem processados ​​em velocidades incomparáveis Financiamento de Pesquisa: Gabinete de Gabinete / Programa de P&D JST Moonshot (JPMJMS2269) Programa emblemático MEXT Quantum Leap (JPMXS0120181201)

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Pesquisadores da QuTech criaram partículas Majorana em um plano bidimensional, desenvolvendo dispositivos que utilizam supercondutores e semicondutores, permitindo experimentos anteriormente inacessíveis. Este avanço pode levar a qubits Majorana estáveis ​​e topologicamente protegidos, beneficiando significativamente a computação quântica. Pesquisadores inovaram um método 2D para produção de partículas Majorana, com o objetivo de melhorar a computação quântica com qubits estáveis ​​e eficientes. Pesquisadores da QuTech descobriram um método para criar partículas de Majorana dentro de um plano bidimensional. Eles conseguiram isso projetando dispositivos que utilizam as propriedades sinérgicas dos supercondutores e semicondutores Semicondutores são um tipo de material que possui condutividade elétrica entre a de um condutor (como o cobre) e a de um isolante (como a borracha). Os semicondutores são usados ​​em uma ampla gama de dispositivos eletrônicos, incluindo transistores, diodos, células solares e circuitos integrados. A condutividade elétrica de um semicondutor pode ser controlada adicionando impurezas ao material por meio de um processo denominado dopagem. O silício é o material mais utilizado para dispositivos semicondutores, mas outros materiais, como arsenieto de gálio e fosfeto de índio, também são usados ​​em certas aplicações. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">semicondutores. A versatilidade desta nova plataforma 2D permite experimentos anteriormente inatingíveis envolvendo Majoranas. As descobertas são detalhadas na revista Natureza. Os computadores quânticos operam de maneira fundamentalmente diferente dos computadores clássicos. Enquanto os computadores clássicos usam bits como unidade básica de informação, que pode ser 0 ou 1, os computadores quânticos usam qubits, que podem existir no estado 0, 1 ou ambos simultaneamente. Este princípio de superposição, combinado com novos algoritmos quânticos, poderia permitir que os computadores quânticos resolvessem certos problemas com muito mais eficiência do que os computadores clássicos. No entanto, os qubits que armazenam esta informação quântica são inerentemente mais frágeis que os bits clássicos. Qubits inerentemente estáveis Os qubits de Majorana são baseados em estados da matéria que são protegidos topologicamente. Isto significa que pequenas perturbações locais não podem destruir o estado do qubit. Esta robustez às influências externas torna os qubits de Majorana altamente desejáveis ​​para Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quânticauma vez que a informação quântica codificada nesses estados permaneceria estável por tempos significativamente mais longos. Partículas de Majorana em duas dimensões A produção de um qubit Majorana completo requer várias etapas. A primeira delas é a capacidade de projetar Majoranas de maneira confiável e de demonstrar que elas realmente possuem as propriedades especiais que as tornam candidatas promissoras a qubits. Anteriormente, pesquisadores da QuTech – uma colaboração entre a TU Delft e a TNO – usaram um nanofio unidimensional para demonstrar uma nova abordagem para o estudo de Majoranas, criando uma cadeia Kitaev. Nesta abordagem, uma cadeia de pontos quânticos semicondutores é conectada por meio de supercondutores para produzir Majoranas. A extensão deste resultado a duas dimensões tem várias implicações importantes. O primeiro autor, Bas ten Haaf, explica: “Ao implementar a cadeia Kitaev em duas dimensões, mostramos que a física subjacente é universal e independente de plataforma.” Seu colega e coautor Qingzheng Wang acrescenta: “Dados os desafios de longa data com a reprodutibilidade na pesquisa de Majorana, nossos resultados são realmente encorajadores”. Rota em direção aos qubits de Majorana A capacidade de criar cadeias de Kitaev em sistemas bidimensionais abre vários caminhos para futuras pesquisas de Majorana. O investigador principal Srijit Goswami explica: “Acredito que estamos agora numa posição em que podemos fazer física interessante com Majoranas, a fim de sondar as suas propriedades fundamentais. Por exemplo, podemos aumentar o número de sítios na cadeia Kitaev e estudar sistematicamente a proteção das partículas de Majorana. A longo prazo, a flexibilidade e escalabilidade da plataforma 2D deverá permitir-nos pensar em estratégias concretas para criar redes de Majoranas e integrá-las com elementos auxiliares necessários para o controlo e leitura de um qubit de Majorana.” Referência: “Uma cadeia Kitaev de dois locais em um gás de elétrons bidimensional” por Sebastiaan LD ten Haaf, Qingzhen Wang, A. Mert Bozkurt, Chun-Xiao Liu, Ivan Kulesh, Philip Kim, Di Xiao, Candice Thomas, Michael J. Manfra, Tom Dvir, Michael Wimmer e Srijit Goswami, 12 de junho de 2024, Natureza. DOI: 10.1038/s41586-024-07434-9

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Pesquisadores liderados pela professora Giulia Gall da Escola de Engenharia Molecular da UChicago Pritzker, juntamente com colaboradores na Suécia, usaram abordagens teóricas e computacionais para descobrir como defeitos no óxido de cálcio simples podem produzir qubits com um punhado de propriedades promissoras. Crédito: Escola de Engenharia Molecular UChicago Pritzker / Peter Allen, editado Os pesquisadores descobriram que os átomos de bismuto incorporados no óxido de cálcio podem funcionar como qubits para computadores quânticos, fornecendo uma alternativa de baixo ruído, durável e barata aos materiais atuais. Este estudo inovador destaca seu potencial para transformar Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. O óxido de cálcio é um composto químico barato e calcário, frequentemente usado na fabricação de cimento, gesso, papel e aço. No entanto, o material comum poderá em breve ter uma aplicação mais de alta tecnologia. Os cientistas usaram abordagens teóricas e computacionais para descobrir como átomos minúsculos e solitários de bismuto incorporados no óxido de cálcio sólido podem atuar como qubits – os blocos de construção de computadores quânticos e dispositivos de comunicação quântica. Esses qubits foram descritos por Universidade de Chicago Fundada em 1890, a Universidade de Chicago (UChicago, U of C ou Chicago) é uma universidade privada de pesquisa em Chicago, Illinois. Localizada em um campus de 217 acres no bairro de Hyde Park, em Chicago, perto do Lago Michigan, a escola ocupa as dez primeiras posições em vários rankings nacionais e internacionais. UChicago também é conhecida por suas escolas profissionais: Pritzker School of Medicine, Booth School of Business, Law School, School of Social Service Administration, Harris School of Public Policy Studies, Divinity School e Graham School of Continuing Liberal and Professional Studies, e Escola Pritzker de Engenharia Molecular. Universidade de Chicago Pesquisadores da Escola Pritzker de Engenharia Molecular e seu colaborador na Suécia em 6 de junho na revista científica Nature Communications. “Este sistema tem propriedades ainda melhores do que esperávamos”, disse Giulia Galli, professora da família Liew na Pritzker Molecular Engineering and Chemistry e autora sênior do novo trabalho. “Ele tem um nível de ruído incrivelmente baixo, pode reter informações por muito tempo e não é feito com um material sofisticado e caro.” O óxido de cálcio, também conhecido como cal virgem, é um composto químico branco, cáustico e alcalino derivado de calcário e outros materiais ricos em cálcio. É utilizado principalmente na produção de cimento e argamassa, bem como na siderurgia, no tratamento de água e na fabricação de vidro, cerâmica e papel. Quando misturado com água, reage exotérmicamente para formar hidróxido de cálcio, comumente conhecido como cal apagada. Avanços no desenvolvimento Qubit Um bit quântico, ou qubit, é a unidade básica de informação que codifica dados na computação quântica. Hoje, os pesquisadores desenvolveram muitos tipos diferentes de qubits, que geralmente são compostos de pequenos defeitos pontuais em materiais semicondutores. Algumas das propriedades desses defeitos podem ser usadas para armazenar informações. No entanto, muitos qubits existentes são incrivelmente frágeis; O “ruído” eletrônico ou magnético em seu entorno pode alterar suas propriedades, apagando qualquer informação que tenha sido codificada dentro deles. Em 2022, uma colaboração entre cientistas do Japão e os grupos de David Awschalom e Galli simulou as propriedades de mais de 12.000 materiais para descobrir novos sólidos potenciais que poderiam conter defeitos promissores agindo como qubits. Aquele trabalho revelou o óxido de cálcio como um dos vários materiais com potencial para conter qubits que codificam informações com níveis de ruído muito baixos por um período de tempo especialmente longo. Descobrindo novos materiais quânticos “Nosso trabalho anterior nos disse que se você encontrar os defeitos certos para colocar em sua estrutura, o óxido de cálcio seria um meio perfeito para armazenar informações quânticas”, disse Nikita Onizhuk, pós-doutoranda no grupo Galli e uma das autoras do estudo. papel. “Portanto, nosso novo objetivo era encontrar o defeito ideal.” No novo artigo, Galli e seus colegas usaram uma série de métodos computacionais que foram estabelecidos nos últimos anos para rastrear mais de 9.000 defeitos diferentes no óxido de cálcio quanto ao seu potencial como qubits. Os resultados apontaram para um tipo de defeito – no qual um antimônio, bismuto ou iodo átomo Um átomo é o menor componente de um elemento. É composto de prótons e nêutrons dentro do núcleo e elétrons circulando o núcleo. O atom está incorporado na estrutura usual de cálcio e oxigênio que constitui o óxido de cálcio. “Ele tem um nível de ruído incrivelmente baixo, pode reter informações por muito tempo e não é feito com um material sofisticado e caro.” - Profª Giulia Galli “Nunca poderíamos ter imaginado que estes defeitos exatos seriam tão promissores”, disse Joel Davidsson, da Universidade de Linköping, o primeiro autor do artigo e principal desenvolvedor da abordagem de alto rendimento usada para descobrir novos defeitos de spin. “A única maneira de fazer isso era com procedimentos de triagem completos e imparciais.” A equipe de Galli mostrou então, por meio de suas abordagens de modelagem, que o defeito de bismuto no óxido de cálcio pode, teoricamente, codificar dados com pouco ruído e por períodos de tempo relativamente longos (vários segundos em comparação com os milissegundos de coerência mostrados por muitos qubits). Ele também tem potencial para combinar bem com dispositivos de telecomunicações devido ao índice de refração do material e à sua capacidade de emitir fótons de luz. Galli e colaboradores estão agora a trabalhar com grupos experimentais que podem construir materiais à base de óxido de cálcio e testar se as previsões são verdadeiras. “Estamos nos estágios iniciais, mas do ponto de vista da ciência fundamental, achamos que este material é muito promissor”, disse Galli. Referência: “Descoberta de defeitos de spin semelhantes a relógios atômicos em óxidos simples a partir dos primeiros princípios” por Joel Davidsson, Mykyta Onizhuk, Christian Vorwerk e Giulia Galli, 6 de junho de 2024, Comunicações da Natureza. DOI: 10.1038/s41467-024-49057-8 Financiamento: Este trabalho foi apoiado pelo Centro Sueco de Pesquisa em Ciência Eletrônica (SeRC), pela Fundação Knut e Alice Wallenberg, pelo Conselho Sueco de Pesquisa, uma bolsa de doutorado do Google e o Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea.

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Pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley desenvolveram um método usando um laser de femtosegundo e dopagem de hidrogênio para criar e controlar qubits em silício, revolucionando potencialmente a computação quântica ao permitir o posicionamento preciso de qubits e a conectividade para redes quânticas escaláveis ​​e a Internet quântica. Crédito: SciTechDaily.com A nova técnica do Berkeley Lab usa lasers de femtosegundo e hidrogênio para criar com precisão qubits em silício, avançando nas perspectivas de escalabilidade Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica e redes. Pesquisadores do Berkeley Lab relataram um grande avanço que poderia nos aproximar de um computador quântico escalável. Usando um laser de femtosegundo durante experimentos que exploram o papel do hidrogênio na formação de qubits, os pesquisadores desenvolveram um método que programa a formação de qubits ópticos de banda de telecomunicações em silício para fabricação em larga escala. A técnica poderia permitir computadores quânticos escaláveis ​​do futuro, com base na atual infraestrutura de computação baseada em silício. Kaushalya Jhuria no laboratório testando os componentes eletrônicos que fazem parte da configuração experimental usada para fazer qubits em silício. Crédito: Thor Swift/Berkeley Lab Potencial e desafios da computação quântica Os computadores quânticos têm o potencial de resolver problemas complexos de saúde humana, descoberta de medicamentos e inteligência artificial Inteligência Artificial (IA) é um ramo da ciência da computação focado na criação de sistemas que podem executar tarefas que normalmente requerem inteligência humana. Essas tarefas incluem compreender a linguagem natural, reconhecer padrões, resolver problemas e aprender com a experiência. As tecnologias de IA usam algoritmos e grandes quantidades de dados para treinar modelos que podem tomar decisões, automatizar processos e melhorar ao longo do tempo por meio do aprendizado de máquina. As aplicações da IA ​​são diversas, impactando campos como saúde, finanças, automotivo e entretenimento, mudando fundamentalmente a forma como interagimos com a tecnologia. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">inteligência artificial milhões de vezes mais rápido do que alguns dos supercomputadores mais rápidos do mundo. Uma rede de computadores quânticos poderia avançar essas descobertas ainda mais rapidamente. Mas antes que isso aconteça, a indústria da informática precisará de uma forma confiável de encadear bilhões de qubits – ou bits quânticos – com precisão atômica. Conectar qubits, no entanto, tem sido um desafio para a comunidade de pesquisa. Alguns métodos formam qubits colocando uma pastilha de silício inteira em um forno de recozimento rápido em temperaturas muito altas. Com esses métodos, qubits se formam aleatoriamente a partir de defeitos (também conhecidos como centros de cores ou emissores quânticos) na rede cristalina do silício. E sem saber exatamente onde os qubits estão localizados em um material, será difícil realizar um computador quântico de qubits conectados. Avanços na criação e controle de Qubit Mas agora, em breve será possível conectar qubits. Uma equipe de pesquisa liderada pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) diz que eles são os primeiros a usar um laser de femtosegundo para criar e “aniquilar” qubits sob demanda, e com precisão, dopando silício com hidrogênio. O avanço poderia permitir computadores quânticos que usam qubits ópticos programáveis ​​ou “spin- fóton Um fóton é uma partícula de luz. É a unidade básica da luz e de outras radiações eletromagnéticas e é responsável pela força eletromagnética, uma das quatro forças fundamentais da natureza. Os fótons não têm massa, mas têm energia e momento. Eles viajam à velocidade da luz no vácuo e podem ter diferentes comprimentos de onda, que correspondem a diferentes cores de luz. Os fótons também podem ter energias diferentes, que correspondem a diferentes frequências de luz. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">fóton qubits” para conectar nós quânticos em uma rede remota. Também poderia promover uma Internet quântica que não só fosse mais segura, mas também pudesse transmitir mais dados do que as atuais tecnologias de informação de fibra óptica. “Isso poderia abrir um novo caminho potencial para a indústria superar os desafios na fabricação de qubit e no controle de qualidade.” – Thomas Schenkel, cientista sênior, Divisão de Tecnologia de Aceleradores e Física Aplicada Visão para uma arquitetura quântica escalável “Para criar uma arquitetura ou rede quântica escalável, precisamos de qubits que possam se formar de forma confiável sob demanda, em locais desejados, para que possamos saber onde o qubit está localizado em um material. E é por isso que nossa abordagem é crítica”, disse Kaushalya Jhuria, pós-doutorado na Divisão de Tecnologia de Aceleradores e Física Aplicada (ATAP) do Berkeley Lab. Ela é a primeira autora de um novo estudo que descreve a técnica na revista Nature Communications. “Porque, uma vez que sabemos onde um qubit específico está localizado, podemos determinar como conectar esse qubit a outros componentes do sistema e criar uma rede quântica.” “Isso poderia abrir um novo caminho potencial para a indústria superar os desafios na fabricação de qubit e controle de qualidade”, disse o investigador principal Thomas Schenkel, chefe do Programa de Ciência de Fusão e Tecnologia de Feixe de Íons na Divisão ATAP do Berkeley Lab. Seu grupo hospedará o primeiro grupo de estudantes da Universidade do Havaí em junho, como parte de um projeto RENEW financiado pela DOE Fusion Energy Sciences sobre desenvolvimento de força de trabalho, onde os alunos estarão imersos na ciência e tecnologia do centro de cores/qubit. Formando Qubits em Silício com Controle Programável O novo método usa um ambiente gasoso para formar defeitos programáveis ​​chamados “centros de cores” no silício. Esses centros de cores são candidatos a qubits especiais de telecomunicações ou “qubits de fótons giratórios”. O método também usa um laser de femtosegundo ultrarrápido para recozer o silício com precisão exata onde esses qubits devem se formar com precisão. Um laser de femtosegundo fornece pulsos muito curtos de energia dentro de um quatrilionésimo de segundo para um alvo focado do tamanho de uma partícula de poeira. Qubits de fótons giratórios emitem fótons que podem transportar informações codificadas no spin do elétron por longas distâncias – propriedades ideais para apoiar uma rede quântica segura. Qubits são os menores componentes de um sistema de informação quântica que codifica dados em três estados diferentes: 1, 0 ou uma superposição que é tudo entre 1 e 0. Com a ajuda de Boubacar Kanté, cientista da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e professor de engenharia elétrica e ciências da computação (EECS) na UC Berkeley, a equipe usou um detector infravermelho próximo para caracterizar os centros de cores resultantes, sondando sua óptica (fotoluminescência ) sinais. O que eles descobriram os surpreendeu: um emissor quântico chamado centro Ci. Devido à sua estrutura simples, estabilidade à temperatura ambiente e propriedades de spin promissoras, o centro Ci é um interessante candidato a qubit de fóton de spin que emite fótons na banda de telecomunicações. “Sabíamos pela literatura que Ci pode ser formado em silício, mas não esperávamos realmente fazer esse novo candidato a qubit de fóton de spin com nossa abordagem”, disse Jhuria. Uma representação artística de um novo método para criar centros de cores (qubits) de alta qualidade em silício em locais específicos usando pulsos de laser ultrarrápidos (femtosegundo ou um quatrilionésimo de segundo). A inserção no canto superior direito mostra um sinal óptico observado experimentalmente (fotoluminescência) dos qubits, com suas estruturas exibidas na parte inferior. Crédito: Kaushalya Jhuria/Berkeley Lab Direções Potenciais e Futuras Os pesquisadores aprenderam que o processamento de silício com baixa intensidade de laser de femtosegundo na presença de hidrogênio ajudou a criar os centros de cores Ci. Outras experiências mostraram que aumentar a intensidade do laser pode aumentar a mobilidade do hidrogênio, que passiva os centros de cores indesejáveis ​​sem danificar a rede de silício, explicou Schenkel. Uma análise teórica realizada por Liang Tan, cientista da equipe da Molecular Foundry do Berkeley Lab, mostra que o brilho do centro de cor Ci é aumentado em várias ordens de grandeza na presença de hidrogênio, confirmando suas observações em experimentos de laboratório. “Os pulsos de laser de femtosegundo podem expulsar átomos de hidrogênio ou trazê-los de volta, permitindo a formação programável de qubits ópticos desejados em locais precisos”, disse Jhuria. A equipe planeja usar a técnica para integrar qubits ópticos em dispositivos quânticos, como cavidades reflexivas e guias de onda, e para descobrir novos candidatos a qubits de fótons de spin com propriedades otimizadas para aplicações selecionadas. “Agora que podemos criar centros de cores de maneira confiável, queremos fazer com que diferentes qubits se comuniquem entre si – o que é uma personificação do emaranhamento quântico – e ver quais deles têm o melhor desempenho. Este é apenas o começo”, disse Jhuria. “A capacidade de formar qubits em locais programáveis ​​em um material como o silício que está disponível em escala é um passo emocionante em direção a redes e computação quânticas práticas”, disse Cameron Geddes, Diretor da Divisão ATAP. Referência: “Formação de emissor quântico programável em silício” por K. Jhuria, V. Ivanov, D. Polley, Y. Zhiyenbayev, W. Liu, A. Persaud, W. Redjem, W. Qarony, P. Parajuli, Q. Ji , AJ Gonsalves, J. Bokor, LZ Tan, B. Kanté e T. Schenkel, 27 de maio de 2024, Comunicações da Natureza. DOI: 10.1038/s41467-024-48714-2

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Os analistas financeiros que se cuidem. O GPT-4, da Open AI, superou os humanos ao analisar demonstrações financeiras e prever o desempenho futuro de uma empresa — palavra de três pesquisadores da Escola de Negócios Booth, da Universidade de Chicago, nos Estados Unidos. Lançado em março de 2023, o sistema alcança uma precisão de 60% em questões nas quais os profissionais de carne e osso tendem a ficar próximos dos 50%. E isso acontece mesmo quando a inteligência artificial (IA) não recebe nenhuma narrativa ou informação específica sobre o setor. “Para explorar a vantagem relativa de um LLM em comparação com analistas humanos, examinamos casos em que os analistas humanos provavelmente teriam dificuldades para prever lucros com precisão”, escrevem Alex Kim, Maximiliano Muhn e Valeri Nikolaev, no artigo recém-publicado "Financial Statement Analysis with Large Language Models". “Em particular, identificamos casos em que as previsões dos analistas são provavelmente tendenciosas ou ineficientes. Também consideramos casos nos quais os analistas tendem a discordar sobre os lucros futuros”, completam os especialistas. LLM é o modelo de aprendizagem de linguagem adotado pela empresa liderada por Sam Altman. Em 54 páginas, o estudo da escola Booth mostra que as previsões feitas pelo GPT-4 não derivam de sua memória de treinamento. “Em vez disso, descobrimos que o LLM gera insights narrativos úteis sobre o desempenho futuro de uma empresa”, defendem Kim, Muhn e Nikolaev. As estratégias de negociações baseadas nas previsões do GPT-4 alcançam um índice de Sharpe de 3,36 — o ideal é acima de 1. Ferramenta valiosa para investidores e gestores, a medida, desenvolvida pelo economista William Forysth Sharpe, vencedor do prêmio Nobel, ajuda a avaliar não apenas o retorno absoluto de um investimentos, mas também o retorno ajustado ao risco. Conforme a pesquisa dos estudiosos de Booth, a “perspicácia” e “habilidade” da IA também está demonstrada pelo alcance dos indicadores alfas, usados para medir o excesso de retorno de um fundo de investimentos. Nesse segmento, o GPT-4 atingiu 84 pontos — se o alfa de qualquer ativo ou fundo for superior a zero significa que obteve um retorno acima do esperado. “Descobrimos que a estratégia ‘long-short’ baseada nas previsões do GPT superam o mercado e geram alfas e índices de Sharpe significativos”, concluem os três pesquisadores. Apesar do sucesso da IA generativa da OpenAI em análises financeiras, no início do mês, em uma sessão de perguntas e respostas na Universidade Stanford, Sam Altman definiu o ChatGPT, “na melhor das hipóteses, como levemente embaraçoso” e o GPT-4, como “o modelo mais idiota”. “Posso dizer agora com um grau de certeza científica que o GPT-5 será muito mais inteligente que o GPT-4”, afirmou o CEO. E que o GPT-6 fará o mesmo — essa é, segundo ele, a “natureza” do desenvolvimento da IA. Recentemente, o estudo “Industry Advisory Services Annual Survey”, da gestora Franklin Templeton, ao qual o NeoFeed teve acesso com exclusividade no Brasil, mostrou que a inteligência artificial está próxima de encontrar assimetria entre ativos com mais velocidade do que a capacidade de leitura dos gestores. Com isso, a IA será mais eficiente em gerar alfa (o retorno acima do benchmark) para os investidores. Que não apenas os analistas financeiros, mas todos nós estejamos preparados para o futuro que a OpenAI nos reserva. Fique Por Dentro As previsões do GPT-4 não derivam de sua memória de treinamento A precisão da IA é de 60% Pensando já no GPT-5, Sam Altman define o GPT-4 como o modelo "mais idiota

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O avanço da inteligência artificial (IA) tem levado a uma série de discussões a respeito do futuro dos empregos, em diversas áreas, entre elas a de gestão de investimentos. Com a chegada de ferramentas poderosas de análise de dados, capazes de interpretar e oferecer respostas a dúvidas de usuários, a profissão de assessor foi colocada na berlinda, diante da possibilidade das pessoas delegarem as decisões de investimentos para as máquinas. Esse risco, porém, não parece real, segundo Michael Roberts, professor de finanças da Wharton School, mais antiga e uma das mais renomadas escolas de negócios do mundo, da Universidade da Pensilvânia. “O que vejo é o aumento da simbiose entre assessores e IA, e não sei se os assessores serão completamente substituídos”, diz ele em entrevista ao NeoFeed. Com 28 anos de experiência na academia, sendo três deles dedicados a estudar o impacto da IA no segmento, com destaque para a educação financeira, ele entende que a tecnologia vem apresentando forte evolução, mas ainda não tem capacidade suficiente para ser uma fonte de recomendação de investimentos. Um dos palestrantes do 56º Fórum Global da Wharton, evento anual que reúne diversos executivos e professores, que pela primeira vez será realizado em São Paulo, nos dias 7 e 8 de junho, Roberts avalia que o fator humano deve continuar tendo peso na hora de uma decisão de investimentos, mesmo com o avanço das ferramentas de IA. “Não sei se a IA chegará num lugar em que possa lidar com o aspecto psicológico, algo importante para as finanças”, diz o estudioso. Acompanhe, a seguir, os principais trechos da entrevista: A IA poderá automatizar as decisões de investimentos pelo lado dos clientes e dos assessores financeiros? No momento em que estamos, a resposta é um inequívoco não. Eu não delegaria nada relevante a um chatbox e não vejo assessores de investimentos em grande perigo neste momento. Mas mudanças significativas estão por vir, o que nos faz perguntar o tamanho dessas mudanças e quando elas virão. Em que estágio está a IA para a gestão de investimentos? Ela já é capaz de oferecer insights e sugestões de decisão para investimentos? Neste momento, temos ferramentas em que podemos discutir coisas, mas não podemos nos apoiar para tomadas de decisões. A IA tem um grande conhecimento de finanças. Se você fizer testes comuns sobre conhecimentos financeiros, essas ferramentas vão muito bem. O problema é que nossas decisões financeiras não podem ser resumidas a esses testes. Existe um hiato entre a capacidade dessas ferramentas de responderem perguntas financeiras simples e a habilidade de ajudarem a tomar decisões significativas nas nossas vidas. "Não vejo a IA como um substituto de pessoas, mas uma ferramenta muito poderosa para acelerar nossos processos de decisões" Quais são os principais desafios para a adoção da IA, neste momento, no caso de decisões de gestão de investimentos? São os dados e os modelos das ferramentas. Ainda é preciso mais dados e dados confiáveis. E vemos os modelos melhorando de forma exponencial. Mas as pessoas confiarão em delegar suas decisões financeiras para um chatbox, neste momento, de forma completa? A chave para utilizar IA de forma efetiva é saber o que e como perguntar e saber como interpretar as respostas. Eu não vejo a IA como um substituto de pessoas, mas uma ferramenta muito poderosa para acelerar nossos processos de decisões. Quais as principais mudanças que a IA trará para o mundo dos investimentos? Ele substituirá os assessores? Pelo lado dos profissionais de investimentos, muitos já estão utilizando IA para automatizar muitas das atividades diárias. No caso do passo seguinte, de confiar na IA para ajudar no aconselhamento de clientes, não estamos nessa fase. Ainda existe muita informação pouco confiável vindo, e eu vejo isso na minha experiência em desenvolver um chatbox financeiro. O que vejo é o aumento da simbiose entre assessores e IA, e não sei se os assessores serão completamente substituídos. E no caso dos consumidores? Para onde estamos indo, se é que não estamos lá, é utilizar a IA para engajar com os assessores, saber quais perguntas fazer, como analisar as propostas dos assessores, os riscos dessas propostas, ajudando na educação financeira. As pessoas serão cortadas e as decisões serão delegadas para a IA? Acho que não dá para olhar para os investimentos fora do contexto da renda e da poupança, da estabilidade das pessoas no trabalho, outras fontes de renda, da vida das pessoas. Eu não sei quando e se chegaremos num momento em que o computador lida com tudo, mas não será no futuro próximo. O que parece é que, tanto do lado dos clientes como dos assessores, a IA será uma fonte de insights, informações, mas não uma ferramenta para decisões… Ela é uma ferramenta que ajudará com decisões, mas não uma para quem podemos delegar decisões neste momento. Não estamos num ponto em que podemos delegar decisões importantes para as ferramentas de IA. E elas estão melhorando em ajudar nas decisões. A pergunta que ronda a cabeça de todos é se ela se tornará uma ferramenta para quem poderemos delegar decisões. O que os humanos fazem que ainda não é possível ser substituído pelas máquinas em termos de assessoramento de investimentos? Um aspecto importante da função dos assessores de investimentos, de maneira geral, é a parte psicológica, sendo empático e ouvindo os clientes. Do ponto de vista de implementação dessas tecnologias, não está muito claro que podemos automatizar muitos pontos básicos da gestão de investimentos. Ter alguém para quem possa ligar depois que os mercados fecharam e meu portfólio tomou um tombo, que possa me acalmar, explicar a situação tem muito valor. Não sei se a IA chegará num lugar em que possa lidar com o aspecto psicológico, algo importante para as finanças. Fique Por Dentro Como a IA pode apoiar em tomadas de decisão?

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Um novo estudo sobre fótons na computação quântica fez uma descoberta surpreendente: quando os fótons colidem, eles criam vórtices. Pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciência descobriram um novo tipo de vórtice formado por fóton Um fóton é uma partícula de luz. É a unidade básica da luz e de outras radiações eletromagnéticas e é responsável pela força eletromagnética, uma das quatro forças fundamentais da natureza. Os fótons não têm massa, mas têm energia e momento. Eles viajam à velocidade da luz no vácuo e podem ter diferentes comprimentos de onda, que correspondem a diferentes cores de luz. Os fótons também podem ter energias diferentes, que correspondem a diferentes frequências de luz. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">fóton interações, o que poderia avançar Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica. Fenômenos de Vórtice Os vórtices são um fenômeno natural generalizado, observável nas formações rodopiantes de galáxias, tornados e furacões, bem como em ambientes mais simples, como uma xícara de chá agitada ou a água escorrendo pelo ralo de uma banheira. Normalmente, os vórtices surgem quando uma substância em movimento rápido, como o ar ou a água, encontra uma área de movimento mais lento, criando um movimento circular em torno de um eixo fixo. Essencialmente, os vórtices servem para reconciliar as diferenças nas velocidades de fluxo entre regiões adjacentes. Um anel de vórtice e linhas criadas pela influência de três fótons um sobre o outro. A cor descreve a fase do campo elétrico, que completa uma rotação de 360 ​​graus em torno do núcleo do vórtice. Crédito: Instituto Weizmann de Ciência Descoberta de um novo tipo de vórtice Um tipo de vórtice até então desconhecido foi agora descoberto em um estudo publicado em CiênciaBankim Chandra Das, Tomer Danino Zohar e Dr. Gal Winer do laboratório do Prof. Ofer Firstenberg no Departamento de Física de Sistemas Complexos do Weizmann Institute of Science. Os pesquisadores começaram a procurar uma maneira eficiente de usar fótons para processar dados em computadores quânticos e descobriram algo inesperado: perceberam que, no raro evento em que dois fótons interagem, eles criam vórtices. Esta descoberta não só contribui para a compreensão fundamental dos vórtices, como também pode, em última análise, contribuir para o objetivo original do estudo de melhorar o processamento de dados na computação quântica. Interações de fótons e computação quântica A interação entre fótons – partículas de luz que também se comportam como ondas – só é possível na presença de matéria que serve de intermediária. Em seu experimento, os pesquisadores forçaram os fótons a interagir criando um ambiente único: uma célula de vidro de 10 centímetros que estava completamente vazia, exceto pelos átomos de rubídio que estavam tão compactados no centro do recipiente que formaram um gás pequeno e denso. nuvem com cerca de 1 milímetro de comprimento. Os investigadores dispararam cada vez mais fotões através desta nuvem, examinaram o seu estado depois de terem passado por ela e verificaram se tinham influenciado uns aos outros de alguma forma. Quando a nuvem de gás estava mais densa e os fótons estavam próximos uns dos outros, eles exerciam o mais alto nível de influência mútua. Interações Dinâmicas em Nuvens Densas de Gás “Quando os fótons passam através da densa nuvem de gás, eles enviam vários átomos para estados eletronicamente excitados, conhecidos como estados de Rydberg”, explica Firstenberg. “Nesses estados, um dos elétrons do átomo Um átomo é o menor componente de um elemento. É composto de prótons e nêutrons dentro do núcleo e elétrons circulando o núcleo. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">atom começa a se mover em uma órbita 1.000 vezes maior que o diâmetro de um átomo não excitado. Este elétron cria um campo elétrico que influencia um grande número de átomos adjacentes, transformando-os em uma espécie de ‘bola de vidro’ imaginária.” A imagem de uma bola de vidro reflecte o facto de o segundo fotão presente na área não poder ignorar o ambiente que o primeiro fotão criou e, em resposta, altera a sua velocidade – como se tivesse passado através de um vidro. Assim, quando dois fótons passam relativamente próximos um do outro, eles se movem a uma velocidade diferente da que teriam se estivessem viajando sozinhos. E quando a velocidade do fóton muda, também muda a posição dos picos e vales da onda que ele carrega. No caso ideal para a utilização de fotões na computação quântica, as posições dos picos e vales tornam-se completamente invertidas umas em relação às outras, devido à influência que os fotões têm uns sobre os outros – um fenómeno conhecido como mudança de fase de 180 graus. Do canto inferior esquerdo, no sentido horário: Dr. Lee Drori, Tomer Danino Zohar, Dr. Crédito: Instituto Weizmann de Ciência Pesquisa pioneira em dinâmica de fótons A direção que a pesquisa tomou foi tão única e extraordinária quanto os caminhos dos fótons na nuvem de gás. O estudo, que também incluiu o Dr. Eilon Poem e o Dr. Alexander Poddubny, começou há oito anos e viu duas gerações de estudantes de doutorado passarem pelo laboratório de Firstenberg. Com o tempo, os cientistas de Weizmann conseguiram criar uma nuvem de gás densa e ultrafria, repleta de átomos. Como resultado, alcançaram algo sem precedentes: fotões que sofreram uma mudança de fase de 180 graus – e por vezes mais. Quando a nuvem de gás estava mais densa e os fótons estavam próximos uns dos outros, eles exerciam o mais alto nível de influência mútua. Mas quando os fótons se afastaram uns dos outros ou a densidade atômica ao seu redor caiu, a mudança de fase enfraqueceu e desapareceu. O comportamento surpreendente dos vórtices de fótons A suposição predominante era que esse enfraquecimento seria um processo gradual, mas os pesquisadores tiveram uma surpresa: um par de vórtices se desenvolveu quando dois fótons estavam separados por uma certa distância. Em cada um destes vórtices, os fotões completaram uma mudança de fase de 360 ​​graus e, no seu centro, quase não havia fotões – tal como no centro escuro que conhecemos de outros vórtices. Os cientistas descobriram que a presença de um único fóton afetou 50 mil átomos, o que por sua vez influenciou o movimento de um segundo fóton. Insights sobre a dinâmica do vórtice de fótons Para entender os vórtices de fótons, pense no que acontece quando você arrasta uma placa verticalmente pela água. O movimento rápido da água empurrado pela placa encontra o movimento mais lento ao seu redor. Isso cria dois vórtices que, quando vistos de cima, parecem se mover juntos ao longo da superfície da água, mas na verdade fazem parte de uma configuração tridimensional conhecida como anel de vórtice: a parte submersa da placa cria meio anel , que conecta os dois vórtices visíveis na superfície, forçando-os a se moverem juntos. Outro exemplo familiar de anéis de vórtice são os anéis de fumaça. Nas últimas etapas do estudo, os pesquisadores observaram esse fenômeno quando introduziram um terceiro fóton, o que acrescentou uma dimensão extra às descobertas: os cientistas descobriram que os dois vórtices observados ao medir dois fótons fazem parte de um anel de vórtice tridimensional gerado pela influência mútua dos três fótons. Estas descobertas demonstram quão semelhantes são os vórtices recém-descobertos com os conhecidos em outros ambientes. Avanços em direção ao processamento de dados quânticos Os vórtices podem ter roubado a cena neste estudo, mas os pesquisadores continuam a trabalhar em direção ao seu objetivo de processamento quântico de dados. A próxima etapa do estudo será disparar os fótons uns contra os outros e medir a mudança de fase de cada fóton separadamente. Dependendo da força das mudanças de fase, os fótons poderiam ser usados ​​como qubits – as unidades básicas de informação na computação quântica. Ao contrário das unidades de memória normal do computador, que podem ser 0 ou 1, os bits quânticos podem representar uma faixa de valores entre 0 e 1 simultaneamente. Referência: “Vórtices quânticos de fótons fortemente interagindo” por Lee Drori, Bankim Chandra Das, Tomer Danino Zohar, Gal Winer, Eilon Poem, Alexander Poddubny e Ofer Firstenberg, 13 de julho de 2023, Ciência. DOI: 10.1126/science.adh5315 A pesquisa do Prof. Ofer Firstenberg é apoiada pelo Leona M. e Harry B. Helmsley Charitable Trust, pela Shimon and Golde Picker – Weizmann Annual Grant e pelo Laboratory in Memory of Leon e Blacky Broder, Suíça.

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A geração confiável de números aleatórios tornou-se um componente central da tecnologia de informação e comunicação. Na verdade, geradores de números aleatórios, algoritmos ou dispositivos que podem produzir sequências aleatórias de números estão agora ajudando a proteger as comunicações entre diferentes dispositivos, a produzir amostras estatísticas e para várias outras aplicações. Pesquisadores da Toshiba Europe Ltd. desenvolveram recentemente um novo gerador quântico de números aleatórios (QRNG) baseado em um circuito integrado fotônico que pode ser integrado diretamente em dispositivos eletrônicos. Este QRNG, introduzido em um artigo publicado em Eletrônica da Naturezapode gerar de forma segura e robusta Números aleatórios a uma velocidade notável de 2 Gbit s-1. “A aleatoriedade é agora uma mercadoria valiosa, pois impulsiona quase todos os protocolos digitais que permitem a comunicação privada”, disse Raymond Smith, cientista pesquisador sênior e coautor do artigo, ao Tech Xplore. "O uso comum de geradores de números pseudo-aleatórios (PRNGs) representa uma ameaça potencial à segurança porque os PRNGs são algoritmos meramente determinísticos e não fornecem aleatoriedade verdadeira. Isto é particularmente crítico para sistemas de comunicação seguros." Estudos recentes destacaram o potencial de geração de números verdadeiramente imprevisíveis usando QRNGs, geradores de números aleatórios que potencializam processos naturais de origem quântica. Smith e seus colegas da Toshiba têm experimentado essas técnicas. "Esforços de pesquisa anteriores e ideias que inspiraram este trabalho incluem a busca pela simplificação do hardware dos QRNGs", disse Smith. "Normalmente, os QRNGs empregam componentes fotônicos, como lasers e detectores, que são volumosos e requerem manuseio especial quando montados com componentes eletrônicos. Essa complexidade torna os QRNGs mais difíceis de implantar em grande escala e mais caros. No entanto, uma tecnologia chamada 'fotônica integrada' está ajudando a superar esses desafios." Os circuitos fotônicos integrados permitem aos pesquisadores condensar todos os componentes ópticos centrais em um único chip com apenas alguns milímetros de tamanho. Smith e seus colegas tentaram usar tecnologias fotônicas integradas para criar um circuito integrado fotônico (PIC) que pudesse simplificar a complexidade de seu método QRNG, facilitando sua futura implantação em larga escala. "Nos últimos anos, a Toshiba fez vários avanços na tecnologia PIC, incluindo o desenvolvimento o primeiro sistema de distribuição quântica de chaves (QKD) baseado em chip do mundo", disse Smith. "Este sistema QKD incorporou um QRNG PIC em um pacote borboleta de 14 pinos cuja saída óptica precisava ser acoplada por fibra a um fotodiodo de alta velocidade na placa eletrônica QRNG." Crédito: Marangon et al. O objetivo principal do estudo recente da equipe da Toshiba foi desenvolver um QRNG completo baseado em um PIC com apenas entradas e saídas eletrônicas. Além disso, os investigadores planearam implantar o QRNG em dispositivos reais para validar a sua eficácia. “Normalmente, os PICs são testados sob condições controladas, utilizando equipamento de laboratório especializado”, explicou Smith. “Essa abordagem torna difícil avaliar o desempenho desta tecnologia, uma vez implantada em sistemas reais, sob condições operacionais reais”. Smith e seus colegas projetaram uma placa de circuito impresso compacta que incorpora o PIC que desenvolveram, chamado núcleo de entropia óptica (OEC). OEC possui embalagem padrão que lembra outros chips eletrônicos e mede 6 x 6 mm2. A placa de circuito na qual está embutida inclui módulos eletrônicos que acionam o PIC, bem como módulos que leem os sinais aleatórios gerados. “Então, como é produzido o sinal aleatório?” Smith disse. “O PIC é composto por dois lasers que emitem pulsos ópticos com fases aleatórias devido ao ruído quântico. Esses pulsos interferem entre si, gerando um pulso com intensidade óptica aleatória, que é então convertido em um sinal de corrente aleatório por um detector rápido. é processado pela placa e convertido em bits aleatórios que podem ser distribuídos a uma taxa muito rápida (Gb/s)." A principal vantagem do novo QRNG integrado baseado em fotônica é que seu PIC subjacente é econômico e pode ser montado em placas eletrônicas usando métodos convencionais de montagem em série. Isto poderia facilitar a sua futura implantação em grande escala em vários dispositivos eletrônicostornando-o uma alternativa competitiva e de melhor desempenho aos PRNGs. “Construímos oito placas para estudar a variabilidade de desempenho em diferentes dispositivos”, disse Smith. “Além disso, para garantir a segurança de sua produção final, o QRNG realiza testes de integridade na produção do OEC para verificar se ele opera continuamente conforme esperado, ajustando automaticamente os parâmetros de condução do OEC se necessário, bem como calculando a taxa de geração segura que pode alcançar em tempo real. Se essa taxa cair, o QRNG pode ajustar automaticamente o pós-processamento para garantir que o resultado final permaneça imprevisível." Embora os PICs sejam geralmente testados isoladamente usando equipamentos especializados, o PIC desenvolvido na Toshiba pode ser perfeitamente integrado à eletrônica e testado em ambientes reais. Os testes iniciais foram altamente promissores, demonstrando que o OEC pode operar de forma tão confiável quanto outros componentes eletrônicos padrão. “Incorporamos uma placa QRNG em um sistema QKD e a operamos continuamente por 38 dias, produzindo um sinal aleatório estável apesar das flutuações significativas de temperatura”, disse Smith. “Este teste demonstra a prontidão do nosso QRNG para implantação em sistemas reais, sob condições operacionais reais. Outro ponto notável é que obtivemos desempenhos muito semelhantes de todas as oito placas, o que é fundamental para estabelecer uma linha de base de desempenho.” O recente estudo desta equipe de pesquisadores representa um avanço importante no desenvolvimento de QRNGs integrados baseados em fotônica e pode contribuir para sua futura implantação em massa. Até agora, Smith e seus colegas conseguiram atingir uma taxa de geração aleatória de bits de até 8 Gbit/s, mas em breve esperam aumentar ainda mais essa taxa. “Isso tornará esses QRNGs atraentes para simulações e computação de alto desempenho”, acrescentou Smith. “Também planejamos continuar a aumentar a robustez dos nossos QRNGs para garantir que eles possam operar de forma confiável em casos de uso do mundo real”.   Mais Informações: Davide G. Marangon et al, Um gerador quântico de números aleatórios rápido e robusto com um núcleo de aleatoriedade fotônica integrado e independente, Eletrônica da Natureza (2024). DOI: 10.1038/s41928-024-01140-0. © 2024 Science X Network Citação: Novo gerador quântico de números aleatórios atinge velocidade de 2 Gbit/s (2024, 11 de junho) recuperado em 11 de junho de 2024 em https://techxplore.com/news/2024-06-quantum-random-generator-gbits.html Este documento está sujeito a direitos autorais. Além de qualquer negociação justa para fins de estudo ou pesquisa privada, nenhuma parte pode ser reproduzida sem permissão por escrito. O conteúdo é fornecido apenas para fins informativos.