Nova pesquisa aproxima os computadores quânticos
Um dos desafios de alcançar todo o potencial da computação quântica é descobrir como fazer com que milhões de qubits trabalhem juntos – aqueles equivalentes quânticos dos bits clássicos que armazenam 1s ou 0s em computadores tradicionais.
Cientistas da Universidade de Sussex, no Reino Unido, agora conseguiram obter qubits viajando diretamente entre dois microchips de computador quântico e em velocidades e precisões significativamente acima de tudo o que foi visto antes com essa tecnologia.
Isso demonstra que os computadores quânticos podem ser ampliados além dos limites físicos de um microchip, um fator crucial quando você está potencialmente lidando com milhões de qubits na mesma máquina. A Universal Quantum, uma startup derivada da Universidade de Sussex, na Inglaterra, continuará a desenvolver a tecnologia.
“A equipe demonstrou transferência de íons rápida e coerente usando links de matéria quântica”, diz o cientista quântico Mariam Akhtar. Akhtar liderou a pesquisa sobre o protótipo enquanto ela estava na Universidade de Sussex.
“Esta experiência valida a arquitetura única que a Universal Quantum vem desenvolvendo – fornecendo uma rota emocionante para a computação quântica verdadeiramente em grande escala.”
Os pesquisadores usaram uma técnica especializada que chamam de UQConnect para fazer as transferências, usando uma configuração de campo elétrico para transportar qubits. Isso significa que os microchips podem ser encaixados de maneira semelhante às peças de um quebra-cabeça para construir computadores quânticos.
Embora os qubits sejam notoriamente difíceis de manter estáveis e mudar, a equipe atingiu uma taxa de sucesso de 99,999993% e uma taxa de conexão de 2.424 links por segundo. Há espaço para centenas ou mesmo milhares de microchips de computação quântica conectados dessa maneira, com perda mínima de dados ou fidelidade.
Há mais de uma maneira de construir um microchip quântico: neste caso, a arquitetura usou íons atômicos presos como os qubits para a melhor estabilidade e confiabilidade, e circuitos de dispositivos de carga acoplada para transferência de carga elétrica superior.
“À medida que os computadores quânticos crescem, eventualmente seremos limitados pelo tamanho do microchip, que limita o número de bits quânticos que esse chip pode acomodar”, diz o cientista quântico Winfried Hensinger.
“Como tal, sabíamos que uma abordagem modular era a chave para tornar os computadores quânticos poderosos o suficiente para resolver os problemas da indústria que mudam etapas.”
Os propósitos que os computadores quânticos poderiam eventualmente ter incluem o desenvolvimento de novos materiais, pesquisas sobre tratamentos com drogas, melhorias na segurança cibernética e modelos de mudança climática.
Embora os computadores quânticos existam hoje, eles são limitados em escopo em comparação com o que poderiam se tornar – eles são mais projetos de pesquisa do que máquinas que podem ser utilizadas e programadas de forma prática.
Avanços como o que relatamos aqui estão nos levando a realizar plenamente o potencial da computação quântica, e desenvolver maneiras de aproveitar milhões de qubits é uma parte vital disso.
“Esses resultados empolgantes mostram o notável potencial dos computadores quânticos da Universal Quantum para se tornarem poderosos o suficiente para desbloquear as muitas aplicações transformadoras da computação quântica”, diz o cientista quântico Sebastian Weidt, da Universidade de Sussex.
A pesquisa foi publicada na Nature Communications.