Construção de computador quântico é radicalmente simplificada

Redação do Site Inovação Tecnológica

Um computador quântico de íons aprisionados consistiria em uma série de junções X com bits quânticos formados por íons aprisionados acima da superfície do chip (mostrado em cinza). Os bits quânticos individuais são manipulados simplesmente ajustando as tensões, simples como sintonizar um rádio em estações diferentes. Uma tensão V1 não gera nenhuma operação (zonas azuis), enquanto uma tensão V2 resulta em uma operação quântica em um único qubit (zonas verdes). Já uma tensão V3 resulta no entrelaçamento de dois qubits, que passam a compartilhar o mesmo valor (zonas vermelhas). [Imagem: University of Sussex]

Armadilhas de laser

"Vamos construir um computador quântico em grande escala aqui na Universidade usando esta nova tecnologia."

Foi assim que o professor Winfried Hensinger, da Universidade de Sussex, no Reino Unido, deu uma dimensão da importância da técnica inovadora que ele e sua equipe acabam de desenvolver.

Em termos simples, a técnica coloca a construção de computadores quânticos em grande escala ao alcance da tecnologia atual.

Não havia nada, em princípio, que impedisse a construção dos computadores quânticos universais. Mas os desafios tecnológicos pareciam ainda grandes demais - pelo jeito, até agora.

Floresta de lasers

Uma das principais abordagens para a computação quântica em pequena escala, como ela vem sendo testada em laboratório, usa íons (átomos carregados) aprisionados por feixes de laser, sendo que os feixes devem ser alinhados para cada íon individual - cada íon constitui um bit quântico.

Contudo, um computador quântico prático, em grande escala, precisaria de milhares de bits quânticos, exigindo, portanto, milhares de lasers precisamente alinhados, todos incrivelmente próximos uns dos outros.

Chip com qubits

Em vez disso, Seib Weidt e seus colegas inventaram um método simples onde as tensões são aplicadas a um microchip, sem qualquer necessidade de alinhar os feixes de laser - e obtiveram o mesmo efeito dos qubits aprisionados.

O protótipo apresentou uma taxa de erro impressionantemente baixa para um dispositivo em escala experimental e ainda sem otimizações.

"Este desenvolvimento muda radicalmente a computação quântica, tornando-a acessível para uso industrial e governamental. Vamos construir um computador quântico em grande escala, fazendo pleno uso desta nova tecnologia," reafirmou o professor Winfried Hensinger.

"Desenvolver esta nova tecnologia foi uma grande aventura e é absolutamente incrível observar que ela realmente funcionou no laboratório," disse Seb Weidt, acrescentando que ele espera que os computadores quânticos revolucionem a sociedade de maneira semelhante à revolução gerada pela emergência dos computadores clássicos.

Bibliografia:

Trapped-ion quantum logic with global radiation fields
Seib Weidt, J. Randall, S. C. Webster, K. Lake, A. E. Webb, I. Cohen, T. Navickas, B. Lekitsch, A. Retzker, Winfried Hensinger
Physical Review Letters
Vol.: 117, 220501
DOI: 10.1103/PhysRevLett.117.220501