Uma equipe de pesquisa que inclui dois físicos delineou novas técnicas para controlar os blocos de construção da computação quântica, um passo potencialmente significativo para tornar esses computadores mais precisos e úteis.
Os físicos David Allcock e David Wineland são os fundadores do novo Oregon Ions Laboratory, que foi recentemente instalado no porão do Willamette Hall. Eles estão entre os 12 autores de um novo artigo, baseado em um experimento do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia em Boulder, Colorado. Ambos os cientistas trabalharam anteriormente no laboratório do Colorado e continuaram a colaborar no projeto depois de vir para o UO em 2018.
As técnicas, descritas na revista Nature, envolvem o uso de bits quânticos de íons presos, ou qubits, em computação quântica e simulações. Eles podem levar a melhorias na operação de computadores quânticos, que ainda cometem muitos erros de computação para serem ferramentas eficazes, disseram os físicos.
O problema com os computadores quânticos é que suas portas lógicas – as ferramentas usadas para realizar funções lógicas básicas na computação – “são realmente ruins”, disse Allcock.
“Eles falham cerca de 1 por cento das vezes”, disse ele. “Você pode fazer cerca de 100 (operações), então você joga o lixo para fora.”
Wineland acrescentou: “Todo o campo está em um estágio agora, por causa dos erros que existem, em que não podemos fazer cálculos longos ou simulações de valor prático em nossas máquinas.”
O objetivo é chegar a 10.000 operações sem erros e, em seguida, adicionar camadas de verificações para corrigir os erros conforme eles acontecem, disse ele.
“Queremos chegar a esse ponto”, disse Allcock. “Então você pode usar computadores quânticos para algo útil. No momento, eles são apenas brinquedos.”
Wineland disse que os íons presos são como uma tigela de bolinhas de gude que têm certas propriedades magnéticas. Os físicos podem aplicar forças aos íons com diferentes métodos, incluindo lasers, disse Allcock. Mas os lasers são máquinas caras e complexas, ao passo que fazer portas lógicas usando forças magnéticas é mais barato e mais prático porque elas podem ser geradas diretamente com circuitos integrados, disse ele.
“O que fizemos aqui foi mostrar que essas técnicas funcionam tão bem quanto qualquer pessoa já fez antes”, disse ele.
Google e IBM estão entre as empresas comerciais que têm exércitos de engenheiros trabalhando nesses problemas, enquanto físicos acadêmicos estão tentando mostrar que existem técnicas melhores e mais básicas para resolvê-los.
“Nós mostramos que você pode fazer isso de uma forma tecnicamente mais simples”, disse ele.
Se físicos e engenheiros puderem tornar os computadores quânticos confiáveis e capazes de operar com capacidade grande o suficiente, eles poderão simular outros sistemas, disse Wineland. Por exemplo, um computador quântico poderia simular a ação de uma molécula usada em terapia medicamentosa sem ter que sintetizá-la em um laboratório.
“Existem alguns resultados muito práticos e úteis”, disse Wineland. “Estamos apenas arranhando a superfície.”
Publicado em 24/09/2021 21h31
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