Material de Estudo-8

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Material de Estudo 8: Física Quântica e Computação Quântica 
Questões: 
1. Um átomo em um estado excitado emite um fóton ao retornar ao estado fundamental. 
Qual propriedade do fóton está diretamente relacionada à diferença de energia entre 
os estados? 
a) Momento angular. b) Polarização. c) Comprimento de onda. d) Spin. e) Coerência. 
Resposta: c) Comprimento de onda. 
Justificativa: A energia do fóton é inversamente proporcional ao comprimento de onda, 
determinando a diferença de energia. 
2. Um elétron é confinado em um poço de potencial unidimensional. Qual propriedade 
do elétron é quantizada devido ao confinamento? 
a) Massa. b) Carga. c) Energia. d) Spin. e) Momento angular orbital. 
Resposta: c) Energia. 
Justificativa: O confinamento limita a energia do elétron a níveis discretos. 
3. Um qubit é superposto em um estado de Bell (|00> + |11>)/√2. Qual operação 
quântica cria um estado de emaranhamento máximo? 
a) Porta de Hadamard. b) Porta de Pauli X. c) Porta CNOT. d) Porta de rotação Rz. e) Porta 
SWAP. 
Resposta: c) Porta CNOT. 
Justificativa: A porta CNOT gera emaranhamento quântico entre os qubits. 
4. Um algoritmo quântico é utilizado para simular a molécula de nitrogênio. Qual recurso 
quântico permite obter resultados mais precisos do que os algoritmos clássicos? 
a) Superposição. b) Emaranhamento. c) Interferência. d) Tunelamento. e) Decoreência. 
Resposta: c) Interferência. 
Justificativa: A interferência quântica explora a sobreposição para otimizar cálculos. 
5. Um computador quântico topológico usa anyons para armazenar e processar 
informações. Qual propriedade dos anyons torna o sistema resistente a erros? 
a) Estatísticas de troca não abelianas. b) Spin intrínseco fracionário. c) Coerência quântica de 
longo alcance. d) Alta mobilidade em materiais semicondutores. e) Supracondução em altas 
temperaturas. 
Resposta: a) Estatísticas de troca não abelianas. 
Justificativa: Estatísticas não abelianas protegem as informações quânticas contra ruídos locais. 
6. Um sensor quântico usa átomos aprisionados em um potencial harmônico para medir 
campos magnéticos com alta precisão. Qual princípio físico permite a detecção de 
pequenas variações no campo magnético? 
a) Efeito Zeeman. b) Efeito Hall quântico. c) Ressonância magnética nuclear. d) Efeito 
Josephson. e) Superfluidez. 
Resposta: a) Efeito Zeeman. 
Justificativa: O efeito Zeeman relaciona a energia atômica ao campo magnético externo.