Cientistas criam novo cubo mágico quântico quase impossível de solucionar

O cubo mágico pode ser difícil para muitos, mas parece que um grupo de físicos e matemáticos achou esse quebra-cabeça fácil demais. Eles desenvolveram um modelo quântico quase impossível de solucionar.

Esse grupo, formado por cientistas da Universidade de Boulder, no Colorado (EUA), criou a versão quântica do cubo mágico para ganhar uma aposta.

Em um estudo recente, ainda aguardando revisão científica por pares, os autores afirmam que utilizaram partículas quânticas para criar o quebra-cabeça.

“Uma única espécie de partículas idênticas vai substituir todas as peças azuis do cubo mágico, assim como em outras cores do quebra-cabeça. Desse modo, todas as partículas de cores diferentes serão distinguíveis. E, conforme a permutação das peças, precisamos identificar corretamente as estatísticas de troca de partículas iguais”, diz o estudo.

Para manter a interação com o cubo mágico, mas, ao mesmo tempo, torná-lo mais difícil, os criadores reduziram para dois o número de movimentos óbvios possíveis.

Nessa versão quântica, há apenas uma rotação no eixo z e uma rotação no eixo x, e deve ser solucionada com, no máximo, três movimentos.

No entanto, há mais um movimento possível no cubo mágico quântico, que só é possível justamente pela sua característica quântica: a raiz quadrada de uma permutação.

Segundo os criadores do cubo mágico quântico, isso significa que os lados do quebra-cabeça podem ser movidos – e não movidos – ao mesmo tempo.

Cubo mágico quântico: difícil, mas não impossível

Em um cubo mágico convencional, há 43 quintilhões de formas possíveis de montar o quebra-cabeça. Apesar disso, há pessoas que solucionam o cubo mágico em questão de segundos. 

O cubo mágico quântico, no entanto, amplia esse tempo de combinação para solucionar o quebra-cabeça pela permutação matemática. Desse modo, há apenas duas formas de solucionar essa versão e ambas são extremamente difíceis.

A primeira forma consiste em medir o estado das partículas quânticas. Essa técnica forçaria a partícula a se comportar como um cubo normal e ampliar o número de combinações.

Além disso, é possível burlar o cubo mágico quântico criando o quebra-cabeça com partículas especiais, fazendo com que o qualquer lado fique em seu menor estado de energia em qualquer movimento.

“Essa restrição resultaria em um discreto (mas enorme) espaço de estados. Como o espaço de estados e o conjunto de ações são finitos, essas versões do quebra-cabeça podem ser mapeadas conforme permutações clássicas”, revelam os cientistas.