Computadores quânticos: o futuro passa por aqui

Utilizadores de computadores quânticos podem em breve ter de enfrentar a sua própria versão da pergunta "PC ou Mac?". Um projeto baseado em circuitos elétricos supercondutores já realizou duas façanhas de referência, sugerindo que os computadores quânticos poderão ser um sério concorrente para os computadores convencionais. "O número de corredores nesta corrida passou a ser três", diz Andrew White, da Universidade de Queensland, na Austrália, que constrói os computadores quânticos baseados em fotões e não esteve envolvido no novo resultado.
A característica definidora de um computador quântico é que ele usa bits quânticos, ou qubits. Ao contrário dos bits normais, estes podem existir em vários estados ao mesmo tempo, um processo conhecido como uma superposição. Eles também podem estar emaranhados uns com os outros, e assim ter os seus estados quânticos ligados, permitindo-lhes estar numa espécie de superposição "super" de estados quânticos. Isto significa que os computadores quânticos poderiam realizar vários cálculos ao mesmo tempo, tornando-os muito mais rápidos do que os computadores comuns em algumas tarefas.
Anteriormente, setups utilizando fotões ou iões aprisionados como qubits fizeram bons progressos nos cálculos iniciais. Agora Matteo Mariantoni da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara, e os seus colegas têm impulsionado o poder de computação de um projeto rival, demonstrado pela primeira vez em 2003, que usa minúsculos fios supercondutores.

Loops de fio
A equipa de Mariantoni usou um chip embutido com loops micrométricos de fio feito de uma mistura de alumínio e rénio. Quando estes fios foram arrefecidos até ao zero absoluto, eles tornaram-se supercondutores, ou seja, os seus eletrões emparelharam-se em estruturas chamadas "pares de Cooper".
Os pares em cada fio foram feitos ressoar como um conjunto. Porque cada combinação poderia existir como uma superposição de vários diferentes estados de ressonância, eles funcionaram como qubits.
A equipa de investigação emaranhou esses fios qubit usando um segundo tipo de fio, conhecido como um bus, que serpenteava em todo o chip. Primeiro eles sintonizaram o bus para que captasse algumas das informações quânticas em um dos qubits. Depois, eles transferiram essa informação para mais fios qubit, portanto, enredaram os qubits.

Testes de benchmark
O produto final fez progressos na resolução de cálculos, muitas vezes usados como benchmarks para testar as capacidades dos computadores quânticos. Foi corrido um cálculo conhecido como a transformação quântica de Fourier, que é um componente central do algoritmo quântico mais famoso, conhecido como Shor. Se os Shor forem executados num sistema com qubits suficientes, isso permitiria que um número enorme fosse fatorizado rapidamente. Tal ainda não aconteceu, mas se acontecesse causaria a decifração de muitos sistemas de criptografia atual, já que eles se baseiam no facto de que os computadores comuns não podem fazer isso.
Os pesquisadores também usaram qubits entrelaçados para criar um sistema conhecido como "Toffoli OR phase gate", que é um passo crítico para a construção de códigos que fazem a correção de erros quânticos. Isso exigiu enredar três qubits - a primeira vez em circuitos quânticos supercondutores. "Colocar três qubits a funcionar em conjunto é difícil", diz White.

Chips comunsOs avanços podem parecer pequenos passos, uma vez que ambos o algoritmo de Shor e o “Toffoli OR gate phase” foram realizado com um número relativamente baixo de fotões e iões aprisionados. Mas o novo resultado é emocionante porque poderia ser difícil de aumentar a escala desses sistemas, que tendem a ser delicado e requerem equipamento especializado, enquanto o sistema supercondutor usa chips como um computador comum. "A coisa bonita sobre um circuito sólido é que é algo que se pode escrever usando a tecnologia litográfica", diz White. "Parece muito mais fácil do que dizer armadilhas de iões ou abordagens fotónicas".
Mas os computadores quânticos podem não se intrometer nas escolhas futuras entre um Mac e um PC. Em vez disso, e fiéis à sua natureza quântica, eles podem ser "superposições" de projetos diferentes. "Eu acho que ninguém sabe qual será a melhor arquitetura", diz White. "Provavelmente vamos acabar por utilizar híbridos de várias abordagens."

Fonte: New Scientist

Encontrado par de buracos negros supermassivos próximos um do outro

Os buracos negros estão localizados perto do centro da galáxia espiral NGC 3393. Separados por “apenas” 490 anos luz, os buracos negros são provavelmente o remanescente de uma fusão de duas galáxias de massa desigual há mais de um bilião de anos atrás.
"Se esta galáxia não estivesse tão perto, não teríamos nenhuma hipótese de distinguir os dois buracos negros da maneira que temos", disse Pepi Fabbiano do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA), em Cambridge, Massachusetts, que liderou o estudo que será publicado na revista Nature. "Uma vez que esta galáxia se encontra bem debaixo dos nossos narizes em termos cósmicos, faz-nos pensar em quantos desses pares de buracos negros nós não observamos."
Observações anteriores em raios-X e em outros comprimentos de onda indicavam que existia apenas um buraco negro no centro da NGC 3393. No entanto, as observações recentes permitiram detectar e separar a dupla de buracos negros. Ambos os buracos negros estão a crescer ativamente e a emitir raios-X à medida que o gás cai em direção a eles e se torna mais quente.
Quando duas galáxias espirais de tamanho igual se juntam, os astrónomos acham que deve resultar na formação de um par de buracos negros e uma galáxia com uma aparência perturbada e intensa formação de estrelas. Um exemplo bem conhecido é o par de buracos negros supermassivos em NGC 6240, que está localizado a cerca de 330 milhões de anos luz da Terra.
No entanto, a NGC 3393 é uma galáxia espiral bem organizada, e a sua região central é dominada por velhas estrelas. Estas são propriedades incomuns para uma galáxia que contém um par de buracos negros. Em vez disso, a NGC 3393 pode ser o primeiro exemplo conhecido onde a fusão de uma grande galáxia e uma muito menor, apelidado pelos cientistas de "fusão menor", resultou na formação de um par de buracos negros supermassivos. Na verdade, algumas teorias dizem que as “fusões menor” devem ser a forma mais comum para a formação de pares de buracos negros, mas bons candidatos têm sido difíceis de encontrar.
"As duas galáxias fundiram-se sem deixar vestígios da colisão anterior, além dos dois buracos negros", disse o co-autor Junfeng Wang, também da CfA. "Se houve uma incompatibilidade de tamanho entre as duas galáxias não seria uma surpresa que a maior sobrevivesse ilesa."
Se esta foi uma fusão menor, o buraco negro na galáxia menor deveria ter uma menor massa do que o buraco negro antes das galáxias começarem a colidir. Estimativas concretas das massas dos dois buracos negros ainda não estão disponíveis para testar essa ideia, embora as observações mostrem que ambos os buracos negros são mais massivos do que cerca de um milhão de sóis. Assumindo que uma fusão menor ocorreu, os buracos negros devem-se eventualmente fundir após cerca de um bilião de anos.
Ambos os buracos negros supermassivos estão fortemente obscurecidos por poeira e gás, o que os torna difíceis de observar em luz óptica. Porque os raios X são mais energéticos, eles podem penetrar esse material que os está a obscurecer. Espectros de raios-X mostram assinaturas claras de um par de buracos negros supermassivos.
A descoberta na NGC 3393 tem algumas semelhanças com um possível par de buracos negros supermassivos recém-descobertos por Julia Comerford, da Universidade do Texas em Austin. Duas fontes de raios-X, que podem ser originárias de buracos negros supermassivos de uma galáxia a cerca de dois biliões de anos luz da Terra, estão separados por cerca de 6.500 anos-luz. Como na NGC 3393, a galáxia hospedeira não mostra sinais de perturbação ou quantidades extremas de formação de estrelas. No entanto, nenhuma estrutura de qualquer tipo, incluindo recursos em espiral, é visto na galáxia.
"As colisões e fusões são uma das maneiras mais importantes para as galáxias e os buracos negros crescerem", disse o co-autor Guido Risaliti de CfA e do Instituto Nacional de Astrofísica, em Florença, Itália. "Encontrar um par de buracos negros em uma galáxia espiral é uma pista importante na nossa busca para aprender como isso acontece."
Marshall da NASA Space Flight Center em Huntsville, Alabama, dirige o programa Chandra para Missões Científicas da NASA em Washington. O Smithsonian Astrophysical Observatory controla a ciência da Chandra e as operações de vôo a partir de Cambridge, Massachusetts.
Para mais informações sobre a missão Chandra e estes resultados, incluindo imagens e outros produtos multimédia, visite: http://chandra.harvard.edu/ e http://www.nasa.gov/chandra.

Fonte: Science Daily

Nova estratégia repara glóbulos brancos defeituosos em pacientes com Lúpus

O Lúpus Eritematoso Sistémico é uma patologia de origem auto-imune e para a qual ainda não há cura. Medicamentos imunossupressores utilizados para controlar os seus sintomas têm muitos efeitos secundários que afetam a qualidade de vida dos pacientes.
Agora, uma equipa de cientistas liderada por Ana C. Carrera conseguiu reverter os defeitos em linfócitos T, que causam o Lúpus, ao inibir farmacologicamente a enzima PI3K delta. O resultado sugere que uma droga bloqueadora desta enzima poderia ser um possível tratamento para a doença, uma vez que a sua inibição não afeta a resposta imunológica do organismo contra agentes patogénicos.
Carrera passou 27 anos a estudar os linfócitos – as células do sistema imunológico que causam o Lúpus – no Centro Nacional de Biotecnologia do CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas), Espanha. Estes tipos de glóbulos brancos do sangue protegem o corpo contra microrganismos, mas ocasionalmente podem identificar as próprias proteínas do indivíduo como estranhas e, consequentemente, atacá-las. Algo como acontece em doenças como Diabetes do tipo 1, Artrite Reumatoide ou Lúpus.
Ao estudar o comportamento dos glóbulos brancos em amostras de sangue obtidas de voluntários, Carrera e os seus colaboradores constataram que os portadores de Lúpus possuíam uma quantidade maior de linfócitos que atacam proteínas do próprio corpo, comparativamente com pessoas saudáveis.
O mais interessante dos seus resultados é que as células T de pessoas com Lúpus tinham a atividade aumentada de uma enzima que ajuda as células a continuar a viver, conhecida por PI3K delta. Esta enzima está, normalmente, associada ao cancro e alguns medicamentos já estão a ser testados para tratar vários tipos de tumores. Por esta razão, os pesquisadores decidiram testar em culturas de laboratório se o bloqueio da PI3K poderia ser uma nova estratégia para o tratamento de Lúpus Eritematoso Sistémico.
O artigo “Enhanced phosphoinositide 3-kinase delta activity is a frequent event in systemic lupus erythematosus that confers resistance to activation-induced T cell death” publicado recentemente na revista The Journal of Immunology, mostra que ao diminuir farmacologicamente a atividade desta enzima no laboratório, a equipa foi capaz de reparar o defeito dos linfócitos T em pacientes com Lúpus sem prejudicar a resposta imunológica deste tipo de glóbulos brancos. Segundo Carrera, o resultado é bastante promissor, pois indica que um fármaco contra esta enzima poderia ser um possível tratamento para o Lúpus Eritematoso Sistémico.

Fonte: Ciência Diária

Prefere insectos salgados ou doces?

Sabia que cerca de 80% dos seres humanos comem insectos? Além disso, existe uma enorme variedade de artigos que explicam todas as vantagens de consumir insectos. Várias pessoas na Europa, nos Estados Unidos e no Brasil estão a tentar reverter a profunda aversão à entomofagia (ingestão de insectos). Os seus argumentos são bastante sensatos, vão desde o respeito pelo ambiente (os gafanhotos são 5 vezes mais eficientes na conversão alimentar de proteína do que as vacas), até ao facto de que 80% da população come insectos.
Na China comem tudo do camarão (cabeças, cascas, pernas, antenas e olhos). Mas o cheiro dos bichos-de-seda fritos dos vendedores de rua não ajuda...
É aqui que os entomofagistas devem ficar atentos. Todos já ouviram falar de pornografia de alimentos? Estou a falar sobre fotos sedutoras de alimentos que aparecem nas páginas das revistas e nos canais da televisão. Algumas até podem fazer uma pessoa salivar sobre coisas que nunca sonhou... Torta de courgete? Parece óptimo. Brownies de feijão? Com toda a certeza!
Há algumas fotos de insectos como alimentos que podem mudar o rumo da alimentação para sempre! Existe uma foto de um muffin com um gafanhoto segurando uma suculenta framboesa… será que isso pode atrair novos adeptos a esse tipo de alimentação?
Essa é a confiança dos japoneses para fazerem larvas parecerem apetitosas. Eles sabem que o poder da propaganda é gigantesco. Se os ambientalistas e os fãs da entomofagia querem que o resto do mundo entre nessa “onda”, precisam de aproveitar o poder da fotografia e propaganda de uma “boa comida”.

Fonte: Scientific American

Vespas interesseiras

Actos de altruísmo aparente em vespas europeias podem ser explicados pelo bom e velho auto-interesse, segundo um novo estudo.
Fêmeas de Polistes dominulus podem estabelecer os seus próprios ninhos para se reproduzirem ou juntar outras fêmeas para cuidarem em conjunto do ninho. Nesses ninhos conjuntos, porém, uma fêmea prossegue o seu caminho até ao topo da hierarquia e deposita a maior parte dos ovos, enquanto as outros fazem a maioria do trabalho pesado em cuidar da vespa líder.
Quando um subordinado ajuda a sua irmã, isso não é difícil de explicar: o subalterno não pode acabar com a sua própria prole, mas o seu sucesso reprodutivo inclui uma participação indirecta na ninhada da sua irmã, porque os parentes partilham genes. Renunciar à sua própria descendência directa era vista como uma espécie de altruísmo, em que um indivíduo ajuda parentes directos para benefício indirecto. De qualquer maneira, o auto-interesse da vespa é servido.
Mas cerca de 15-35% das servidoras da rainha não estão intimamente relacionadas com a mesma, por isso os biólogos têm-se intrigado sobre o porquê de as fêmeas estranhamente não saírem para criar os seus próprios ninhos.
Elas fazem isso porque ao juntarem-se a um ninho de uma rainha não relacionada permite-lhes a oportunidade de conquistar o trono, diz Ellouise Leadbeater da Sociedade Zoológica de Londres. Ela e os seus colegas seguiram o destino de 1.113 fundadoras em 228 ninhos no sul da Espanha.
Nesta análise de população, as fêmeas que começaram como subordinadas num ninho de uma fêmea não relacionada ocasionalmente assumiram o ninho todo e colocaram os seus próprios ovos. Os seus triunfos foram raros, mas dramáticos o suficiente para que, em geral, a estratégia funcione melhor do que ser uma mãe solteira: poucas fundadoras de ninhos sozinhas conseguiram produzir qualquer prole, relataram os investigadores na revista Science.
"O que é interessante e importante sobre este estudo é que ele demonstra muito claramente que a herança das colónias pode explicar por que ocorrem subordinados em ninhos que não são da mesma família que a rainha ", diz Joan Strassmann, da Universidade Washington em St. Louis. Em 2000, ela e os seus colegas tinham descrito pela primeira vez o comportamento intrigante de fêmeas vespa que optavam por ajudar em ninhos estranhos, em vez de fundarem o seu próprio.
"As pessoas concluem muito rapidamente que só porque os animais se ajudam uns aos outros, se estão a comportar de forma altruísta", diz Raghavendra Gadagkar do Instituto Indiano de Ciência em Bangalore. O novo estudo, diz ele, pode levar a uma revisão dessa ideia.

Fonte: Science News