A ligação de dois qubits distantes ajudará a desenvolver computadores quânticos maiores e mais complexos baseados em pontos quânticos de silício.
Em uma demonstração que promete ajudar a ampliar os computadores quânticos baseados em minúsculos pontos de silício, os físicos do RIKEN conseguiram conectar dois qubits – a unidade básica da informação quântica – fisicamente distantes um do outro.
Muitos grandes players de TI – incluindo IBM, Google e Microsoft – estão correndo para desenvolver computadores quânticos, alguns dos quais já demonstraram a capacidade de superar em muito os computadores convencionais para certos tipos de cálculos. Mas um dos maiores desafios para o desenvolvimento de computadores quânticos comercialmente viáveis é a capacidade de escalá-los de cerca de cem qubits para milhões de qubits.
Em termos de tecnologias, um dos principais candidatos para alcançar a computação quântica em larga escala são os pontos quânticos de silício com algumas dezenas de nanômetros de diâmetro. Uma vantagem importante é que eles podem ser fabricados usando a tecnologia de fabricação de silício existente. Mas um obstáculo é que, embora seja simples conectar dois pontos quânticos próximos um do outro, é difícil vincular pontos quânticos distantes um do outro.
“Para conectar muitos qubits, temos que amontoar muitos deles em uma área muito pequena”, diz Akito Noiri, do RIKEN Center for Emergent Matter Science. “E é muito difícil usar fios para conectar qubits tão densamente compactados.”
Agora, Noiri e seus colegas de trabalho realizaram uma porta lógica de dois qubits entre qubits de spin de silício fisicamente distantes (Fig. 1).
“Embora tenha havido muito trabalho nesta área usando várias abordagens, esta é a primeira vez que alguém conseguiu demonstrar uma porta lógica confiável formada por dois qubits distantes”, diz Noiri. “A demonstração abre a possibilidade de ampliar a computação quântica baseada em pontos quânticos de silício.”
Para conectar os dois qubits, a equipe usou um método conhecido como vaivém de spin coerente, que permite que qubits de spin único sejam movidos por uma matriz de pontos quânticos sem afetar sua coerência de fase – uma propriedade importante para computadores quânticos, pois carregam informações. Este método envolve empurrar elétrons através de uma matriz de qubits aplicando uma tensão.
Embora a separação física entre os dois qubits tenha sido relativamente curta, Noiri está confiante de que pode ser ampliada em estudos futuros. “Queremos aumentar a separação para cerca de um micrômetro ou mais”, diz ele. “Isso tornará o método mais prático para uso futuro.”
Publicado em 10/06/2023 00h29
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