Os computadores quânticos desenvolvidos até agora têm sido dispositivos únicos que ocupam laboratórios inteiros. Agora, físicos da Universidade de Innsbruck construíram um protótipo de computador quântico íon trap que pode ser usado na indústria. Ele se encaixa em dois racks de servidor de 19 polegadas, como os encontrados em data centers em todo o mundo. O dispositivo compacto e autossustentável demonstra como essa tecnologia logo estará mais acessível.
Nas últimas três décadas, o trabalho fundamental para a construção de computadores quânticos foi pioneiro na Universidade de Innsbruck, na Áustria. Como parte da EU Flagship Quantum Technologies, pesquisadores do Departamento de Física Experimental em Innsbruck já construíram um demonstrador para um computador quântico compacto íon trap. “Nossos experimentos de computação quântica geralmente ocupam laboratórios de 30 a 50 metros quadrados”, diz Thomas Monz, da Universidade de Innsbruck. “Estávamos agora procurando encaixar as tecnologias desenvolvidas aqui em Innsbruck no menor espaço possível e, ao mesmo tempo, atender aos padrões comumente usados na indústria.” O novo dispositivo tem como objetivo mostrar que em breve os computadores quânticos estarão prontos para uso em data centers. “Conseguimos mostrar que a compactação não precisa ser prejudicada pela funcionalidade”, acrescenta Christian Marciniak da equipe de Innsbruck.
Os blocos de construção individuais do primeiro computador quântico compacto do mundo tiveram de ser significativamente reduzidos em tamanho. Por exemplo, a peça central do computador quântico, a armadilha de íons instalada em uma câmara de vácuo, ocupa apenas uma fração do espaço anteriormente necessário. Foi fornecido aos pesquisadores pela Alpine Quantum Technologies (AQT), um spin-off da Universidade de Innsbruck e da Academia Austríaca de Ciências que visa construir um computador quântico comercial. Outros componentes foram contribuídos pelo Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Engenharia de Precisão em Jena e o especialista em laser TOPTICA Photonics em Munique, Alemanha.
Até 50 bits quânticos
O computador quântico compacto pode ser operado de forma autônoma e em breve será programável online. Um desafio particular era garantir a estabilidade do computador quântico. Dispositivos quânticos são muito sensíveis e em laboratório eles são protegidos de distúrbios externos com a ajuda de medidas elaboradas. Surpreendentemente, a equipe de Innsbruck conseguiu aplicar esse padrão de qualidade também ao dispositivo compacto, garantindo assim uma operação segura e ininterrupta.
Além da estabilidade, um fator decisivo para o uso industrial de um computador quântico é a quantidade de bits quânticos disponíveis. Assim, em sua recente campanha de financiamento, o governo alemão estabeleceu a meta de inicialmente construir computadores quânticos de demonstração que tenham 24 qubits totalmente funcionais. Os físicos quânticos de Innsbruck já alcançaram esse objetivo. Eles foram capazes de controlar individualmente e emaranhar com sucesso até 24 íons com o novo dispositivo. “No próximo ano, queremos ser capazes de fornecer um dispositivo com até 50 bits quânticos controláveis individualmente”, diz Thomas Monz, já olhando para o futuro.
Publicado em 20/06/2021 11h17
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