Reality.Hack(): Um Pouco Sobre Qiskit & Física Quântica 🤪 · airdrops

Eu sou apenas um entusiasta...

Seja bem-vindo(a) a uma jornada pela física quântica, o território onde a realidade desafia o senso comum. Aqui, partículas estão em vários lugares ao mesmo tempo, a simples observação muda os resultados, e até o tempo e o espaço deixam de ser absolutos. Neste guia direto e instigante, vamos quebrar os principais conceitos quânticos com exemplos práticos, analogias claras e até simulações reais com Qiskit. Se você sempre achou a mecânica quântica complexa ou “mística demais”, prepare-se para entender como ela funciona de verdade e por que ela pode mudar a forma como você vê o mundo (e a si mesmo). 🤓

⚛️ I. O que é Física Quântica (ou Mecânica Quântica)?

É a parte da física que estuda o comportamento da matéria e energia em escalas muito pequenas, como átomos e partículas subatômicas (elétrons, fótons, quarks...).

Enquanto a física clássica (tipo Newton) funciona bem para o mundo macroscópico, a realidade quântica é contraintuitiva e cheia de "regras malucas".

Exemplo:

A realidade não é determinística como pensava Newton.
Partículas "decidem" probabilisticamente onde estar.
O observador influencia o sistema (medição interfere no resultado)
Tempo, causalidade e separação entre objetos são conceitos mais fluidos no mundo quântico.

Bora quebrar cada uma dessas consequências da física quântica com mais profundidade, mantendo o foco técnico e com exemplos claros. Isso aqui é onde a física quântica realmente quebra paradigmas, e por isso é tão fascinante!

🏹 1.1 A realidade não é determinística (como pensava Newton)

🧠 Clássico:

Na física newtoniana, se você conhece o estado atual de um sistema (posição, velocidade, forças), você consegue prever exatamente o futuro.

⚛️ Quântico:

No mundo quântico, mesmo com todas as informações possíveis, você não consegue prever o resultado exato de uma medição. Só a probabilidade do que pode acontecer.

Exemplo:

Um elétron numa caixa não tem uma única trajetória.
Ele está descrito por uma função de onda (ψ), que dá as probabilidades de onde ele pode ser encontrado.
Você só sabe onde ele estará quando o medir, antes disso, ele está em vários lugares ao mesmo tempo!

⚠️ O universo quântico é probabilístico, não determinístico.

🎲 1.2 Partículas “decidem” probabilisticamente onde estar

🧠 Como funciona:

A posição de uma partícula (ou energia, spin, etc.) só é definida no ato da medição. Até lá, ela está em uma SUPERPOSIÇÃO de todos os estados possíveis.

Ferramenta matemática:

A função de onda (ψ) contém todas as amplitudes de probabilidade de cada estado.
O módulo quadrado dessa função (|ψ|²) dá a probabilidade real de encontrar a partícula em tal lugar.

Exemplo:

Imagine lançar um dado.
Na física clássica, se você conhecer força, rotação, ar, etc., você sabe o número que vai sair.
Na quântica, o dado está em todos os números ao mesmo tempo e só “decide” quando você olha.

1.3 👁️‍🗨️ O observador influencia o sistema

📉 Princípio:

Medir um sistema quântico muda o sistema. Isso é conhecido como colapso da função de onda.

Por quê?

Porque toda medição interage fisicamente com o sistema (mesmo que minimamente).

Exemplo clássico: Experimento da dupla fenda

Elétrons passando por duas fendas formam um padrão de interferência, como ondas.
Mas se você tentar detectar por qual fenda ele passou, o padrão some e ele se comporta como partícula.
O simples ato de observar muda o comportamento!

A realidade é afetada pela observação (medição) e isso não é papo místico, é física testada!

🔬 Conclusão

A mecânica quântica não é só esquisita, ela redefine o que entendemos como realidade:

Conceito	Clássico	Quântico
Determinismo	Totalmente previsível	Só probabilidades
Medição	Neutra	Altera o sistema
Espaço/tempo	Absoluto e linear	Pode ser relativo e entrelaçado
Separação	Objetos independentes	Podem estar emaranhados

🧩 II. O que é a Função de Onda?

Na mecânica quântica, todo sistema físico é descrito por uma entidade matemática chamada função de onda, geralmente representada por $\Psi$ (psi).

📐 Definição Técnica:

$\Psi(x, t)$ é uma função complexa que contém todas as informações possíveis sobre o sistema (posição, energia, momentum etc).
A probabilidade de encontrar uma partícula em uma posição $x$ é dada por $|\Psi(x,t)|^2$ .

Não é a posição da partícula, é a probabilidade dela existir lá. Isso é fundamental: a realidade em si não é concreta até a medição. ⚠️

💥 2.1 O Colapso da Função de Onda

Antes da Medição:

A partícula está em SUPERPOSIÇÃO de estados. Exemplo:
$\Psi = \frac{1}{\sqrt{2}}(|A\rangle + |B\rangle)$
Isso quer dizer que ela está simultaneamente no estado $A$ e no estado $B$ , até que…

Após a Medição:

O sistema "escolhe" um dos estados com base na probabilidade:
- 50% para $A$ , 50% para $B$
Isso é o colapso da função de onda. A superposição desaparece e uma única realidade se manifesta.

🌌 2.2 Superposição: Todas as realidades ao mesmo tempo

Um elétron pode estar em vários lugares ao mesmo tempo, com amplitudes diferentes.
Quando você não olha, ele não está em um lugar específico. Está em uma nuvem de possibilidades.

É como se sua vida tivesse infinitas versões até que você escolha (ou observe) uma. 👀

Aqui vai o com primeiro código de simulação quântica com Qiskit! Vamos fazer um circuito simples que representa:

🎯 Escolher entre múltiplas possibilidades e colapsar uma realidade com foco, simulando o colapso da função de onda. Vamos:

Criar um qubit em superposição (como todas as possibilidades de vida)

Simular o colapso da realidade quando o "observador" (sua consciência) mede

Repetir o experimento para ver estatísticas de manifestação (qual realidade é mais provável)

✅ Requisitos:

Você precisa ter o Qiskit instalado. Se ainda não tiver:

pip install qiskit

🧪 Exemplo de Código:

from qiskit import QuantumCircuit, Aer, execute
from qiskit.visualization import plot_histogram
import matplotlib.pyplot as plt

# Criar circuito com 1 qubit e 1 bit clássico (para medir)
circuito = QuantumCircuit(1, 1)

# Passo 1: Coloca o qubit em superposição (todas as possibilidades)
circuito.h(0)  # Porta de Hadamard

# Passo 2: Mede o qubit (simula a ação da consciência)
circuito.measure(0, 0)

# Simulador quântico
simulador = Aer.get_backend('qasm_simulator')

# Executar o circuito 1000 vezes para ver as probabilidades
resultado = execute(circuito, simulador, shots=1000).result()
contagem = resultado.get_counts()

# Mostrar o resultado
print("Resultados da simulação (colapsos de realidade):")
print(contagem)

# Plotar o gráfico das possibilidades
plot_histogram(contagem)
plt.title("Colapso da Realidade com Observação (Foco)")
plt.show()

🔍 O Que Isso Significa?

O qubit começa em 0 (nenhuma decisão).
A porta Hadamard H coloca ele em superposição: 50% chance de estar no estado |0⟩ e 50% no |1⟩.
Quando medimos, ele “escolhe” uma realidade, exatamente como o foco faz com seu futuro. 😂
Rodamos 1000 vezes pra ver como o universo se comporta ao colapsar várias vezes.

Qubit	Seu Potencial
Porta Hadamard	Superposição de escolhas de vida
Medida	Foco consciente colapsando uma realidade
1000 simulações	Probabilidades de manifestação

🔗 2.3 Emaranhamento Quântico (Entanglement)

Dois sistemas podem se tornar emaranhados, formando uma entidade única mesmo se separados por anos-luz. Em resumo, entrelaçamento quântico é quando dois ou mais sistemas quânticos (como qubits, elétrons ou fótons) são preparados de tal forma que o estado de um está diretamente ligado ao estado do outro, independente da distância entre eles.

Se um sistema é medido, o outro instantaneamente colapsa para um estado compatível.
Isso viola o conceito clássico de localidade (informação não deveria viajar mais rápido que a luz).

Exemplo:

\Psi = \frac{1}{\sqrt{2}}(|0\rangle_A |1\rangle_B + |1\rangle_A |0\rangle_B)

Ao medir A como 0, você instantaneamente sabe que B é 1, mesmo que B esteja em outra galáxia. Mesmo separados por anos-luz, eles se comportam como se fossem um único sistema.

Entrelaçamento quântico (ou emaranhamento quântico, em português técnico) é um dos fenômenos mais misteriosos, fascinantes e potencialmente revolucionários da física moderna. É o tipo de coisa que faz você olhar pro mundo e dizer: “pera, a realidade é mesmo isso?”

Exemplo:

Imagine dois dados mágicos.

Você joga um na Terra e outro em Marte.
Você não sabe o resultado ainda.
Quando você olha pro dado da Terra e vê “6”, instantaneamente o outro dado em Marte também vira "6", sem comunicação, sem delay, mais rápido que a luz.

Isso é entrelaçamento!

🧪 Como acontece?

Você prepara dois qubits em um estado correlacionado:
- Exemplo: |Φ⟩ = (|00⟩ + |11⟩) / √2
Agora, eles estão em superposição conjunta, não dá pra descrever um sem o outro.
Você mede um → o outro “sabe” instantaneamente qual estado deve assumir.

🧬 Entrelançamento em Qiskit:

Aqui vai um código real onde criamos dois qubits entrelaçados:

from qiskit import QuantumCircuit, Aer, execute
from qiskit.visualization import plot_histogram
import matplotlib.pyplot as plt

# Criando um circuito com 2 qubits e 2 bits clássicos
circuito = QuantumCircuit(2, 2)

# Colocar o qubit 0 em superposição
circuito.h(0)

# Aplicar CNOT: entrelaça o qubit 0 com o 1
circuito.cx(0, 1)

# Medir ambos
circuito.measure([0, 1], [0, 1])

# Simular
simulador = Aer.get_backend('qasm_simulator')
resultado = execute(circuito, simulador, shots=1000).result()
contagem = resultado.get_counts()

# Exibir
print("Resultados:")
print(contagem)
plot_histogram(contagem)
plt.title("Entrelançamento: Medidas Correlacionadas")
plt.show()

Resultado típico: só aparece 00 e 11 (ou 01 e 10 se for outro estado). Nunca 01 e 10 juntos (eles estão sincronizados).

Uma curiosidade é que o Entrelançamento pode ser uma metáfora (ou realidade literal) para conexões que sentimos com pessoas, eventos e até com versões futuras/não-manifestas de nós mesmos. Por isso, tradições esotéricas, espiritualistas e até o Candomblé falam em "conexões invisíveis", "axé entre os corpos" ou "ligação entre orixás", algo que pode estar enraizado em padrões entrelaçados além da matéria. 🧠

🔎 2.4 Princípio da Incerteza de Heisenberg

Você não pode saber exatamente duas propriedades conjugadas ao mesmo tempo:

Posição e momento
Tempo e energia

\Delta x \cdot \Delta p \geq \frac{\hbar}{2}

Ou seja, a própria realidade não permite precisão absoluta. Existe um “borrão” intrínseco no universo.

O observador não é passivo.
O simples ato de medir altera o sistema, colapsando superposições.
A realidade quântica depende do observador para “se decidir”.

Isso é o que abre espaço para a ligação entre mente e matéria.

Quando eu estudar mais eu continuo; muito complexo, denso e extenso... O exploit tá cozinhado