Doutorando do CBPF chega à defesa de tese com excelente produção

As normas da pós-graduação do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), no Rio de Janeiro (RJ), exigem que o candidato a um doutorado chegue à defesa da tese com, pelo menos, um artigo publicado em um periódico internacional com parecer por pares. Amanhã (29/08), um doutorando enfrentará esse momento crucial de sua carreira acadêmica extrapolando essa exigência tanto em número quanto em qualidade.

O pós-graduando John Peterson Pinheiro da Silva, 26 anos, chegará à defesa de sua tese com uma lista respeitável de publicações: três artigos publicados ano passado, em periódicos prestigiosos e de com bom impacto – Physical Review Letters, Scientific Reports (do grupo Nature ) e Proceedings of the Royal Society A: Mathematical and Engineering Sciences –, bem como um recém-submetido ( Physical Review A). Há mais quatro artigos cuja redação ainda está em fase de finalização.

Caso tenha a tese aprovada amanhã, em defesa que ocorrerá no CBPF, Peterson – como passará a assinar seus artigos – terá completado seu doutorado em quatro anos, prazo estabelecido como ideal pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes).

A pós-graduação do CBPF – instituição onde foi defendida a primeira dissertação e a primeira tese de doutorado formais em física no Brasil, ainda na década de 1960 – é nota sete na avaliação da Capes – ou seja, classificada como “nível internacional”.

“John ingressou diretamente no doutorado do CBPF, ou seja, sem passar pelo mestrado. Ele chegou bem recomendado por seu orientador de iniciação científica na graduação, Marcelo Sarandy [da Universidade Federal Fluminense]. Em vez de se dedicar integralmente às disciplinas que teria que cursar, preferiu fazer apenas um curso a cada semestre, deixando um tempo ‘livre’ para iniciar o primeiro projeto de seu doutorado, estudando a parte teórica e planejando e executando os experimentos”, explica Roberto Sarthour, orientador de Peterson e pesquisador associado do CBPF.

Nascido em Resende (RJ), Peterson – que fez sua graduação na UFF entre 2009 e 2013 – é co-orientado por Alexandre Martins de Souza, pesquisador adjunto do CBPF.

Peterson (esq.) e seu orientador, Sarthour, discutem detalhes da tese

(Crédito: Mariana Ferraz/NCS-CBPF)

O princípio e o demônio

Os artigos assinados por Peterson e colegas tratam de uma área relativamente recente da física, a chamada informação quântica, que pesquisa de computadores muito mais velozes que o atuais a códigos criptografados que tornariam as compras pela internet e transações bancárias 100% seguras, à prova de hackers.

A especialidade de Peterson é uma ‘subárea’ – ainda mais recente – denominada termodinâmica quântica, que pode ser entendida como a ‘teoria do calor’ da física do século 19 adicionada da teoria da informação, com esse binômio teórico adaptado ao mundo dos átomos e das moléculas.

No artigo para a Physical Review Letters , os autores mediram a energia necessária para apagar a informação armazenada em um núcleo atômico e comprovaram um resultado do físico teuto-americano Rolf Landauer (1927-1999), segundo o qual é preciso certa quantidade de energia para apagar a informação contida em um bit quântico (ou q-bit) – no caso, desempenhado pelo núcleo atômico.

O experimento é um tipo de versão quântica de um famoso problema da física clássica, o ‘demônio de Maxwell’ – no caso, referência ao físico escocês James Clerk Maxwell (1831-1879) –, no qual uma ‘entidade malévola’ tem como missão separar as moléculas mais energéticas das menos energéticas de um gás, alocando-as em compartimentos distintos. Os artigos da Scientific Reports e da Proceedings of Royal Society , bem como os outros quatro em redação, também estão também ligados a temas da termodinâmica quântica.

Ainda sob análise dos editores do periódico, artigo recém-submetido à Physical Review A , em coautoria com Fernando de Melo, pesquisador adjunto do CBPF, tem a ver com um método – denominado recozimento quântico, que é usado para resolver problemas que são muito difíceis de serem solucionados em computadores clássicos. Esse trabalho é um estudo sobre como o ruído inerente ao sistema afeta a computação – problema que é enfrentado, na prática, pelas empresas que desenvolvem computadores quânticos.

Peterson (em pé) faz prévia da defesa para Sarthour (esq.), Oliveira (centro) e Souza

(Crédito: Mariana Ferraz/NCS-CBPF)

Peterson realizou seus experimentos no âmbito do Grupo de Informação Quântica do CBPF, liderado pelo pesquisador titular Ivan dos Santos Oliveira Júnior.

Além de colegas do CBPF, assinam os trabalhos pesquisadores da Universidade Federal do ABC (SP), Universidade Federal de Minas Gerais, Universidade Federal de Goiás, Universidade Federal do Rio de Janeiro e Instituto de Física de São Carlos (SP).

Peterson no laboratório de RMN do CBPF

Inaugurando seções

Com esta reportagem, damos início à seção ‘Prata da Casa’, na qual serão apresentados breves perfis de pós-graduandos do CBPF que se destacaram ao longo dos trabalhos de pesquisa para a dissertação de mestrado ou tese de doutorado.

A seção, bem como outras (‘Alma Mater’, ‘Meu hobby é...’, ‘Brevis Imago’, ‘Física é Cultura’, ‘Memória por Imagem’, ‘Resenha’ etc.), farão parte da nova página do CBPF, que deve ser inaugurada mês que vem.

A seguir, entrevista concedida por Peterson ao Núcleo de Comunicação Social do CBPF.

JOHN PETERSON

“Gostaria de implementar uma máquina de Szilard quântica”

O que o levou a fazer física?

Cursei meu ensino fundamental e médio em uma escola pública no interior do estado. Só tive física no segundo ano do meu ensino médio e, mesmo assim, foi por alguns meses. Foi um estagiário da UFF [Universidade Federal Fluminense] de Volta Redonda que deu aulas no meu colégio. Ele me indicou livros de física, eu gostei e decidi ser professor de física, para dar aula no ensino médio.

Como você chegou ao CBPF?

Quando estava na graduação, eu e meu ex-orientador [Marcelo Sarandy, da Universidade Federal Fluminense] apresentamos uma proposta de experimento para o [pesquisador associado do CBPF] Roberto [Sarthour]. Perto do fim da minha graduação, fiz uma visita ao CBPF e perguntei ao Roberto se ele poderia me orientar no doutorado.

E à área de informação quântica?

Entre as áreas de pesquisa dos professores da UFF foi a que mais gostei. Então, no meu primeiro ano da graduação, perguntei ao professor Sarandy se ele podia me orientar. Ele aceitou, e, pouco tempo depois, comecei a estudar informação quântica e termodinâmica quântica.

Entre os artigos que você publicou, qual é seu preferido? Por quê?

Essa questão é difícil, porque os artigos sobre o princípio de Landauer e o demônio de Maxwell têm uma importância histórica. Por outro lado, no trabalho sobre processos não-markovianos, encontrei meu maior desafio no doutorado. Esse trabalho exigiu um controle muito alto das operações lógicas que foram implementadas por RMN. Mas, se tivesse que escolher apenas um, seria o trabalho sobre recozimento quântico. Por conta da colaboração com o pesquisador adjunto do CBPF Fernando de Melo, aprendi muito ao realizar esse trabalho. Além disso, esse trabalho é diferente de todos os outros que fiz.

O que pretender fazer depois da defesa?

Realizar o pós-doutorado fora do país. A princípio, penso em ir para um grupo de RMN, mas também considero a possibilidade de trabalhar em um grupo que empregue outras técnicas experimentais, mas sempre que possível na área de termodinâmica quântica. Também gostaria de implementar uma máquina de Szilard quântica, para fechar a série de experimentos históricos.

Mais informações:

Physical Review Letters : https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.240502

Proceedings of the Royal Society: http://rspa.royalsocietypublishing.org/content/472/2188/20150813

Science Reports : https://www.nature.com/articles/srep33945