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| Cientistas usam laser e microondas para avançar computação quântica. |
Um dos desafios no caminho da computação quântica é encontrar uma forma que consiga compactar e controlar precisamente bits quânticos para, então, entregar o enorme potencial de processamento da tecnologia.
Agora, pesquisadores na Penn State University afirmaram que conseguiram fazer um grande avanço para o campo.
Bits quânticos ou qubits são o equivalente quântico de bits usados na computação tradicional. Enquanto os bits de hoje tipicamente representam dados como 0s ou 1s, qubits conseguem ser tanto 0 e 1 ao mesmo tempo através de um estado conhecido como superposição.
Para alcançar tal avanço, os cientistas primeiro colocaram átomos quânticos dentro de uma matriz 3D. Para construí-la, eles usaram feixes de luz para interceptar e manter os átomos no arranjo cúbico de cinco planos empilhados, muito parecido com um sanduíche feito com cinco fatias de pão.
Cada plano tinha espaço para 25 átomos igualmente distribuídos, em todos, o arranjo formou um cubo com um padrão ordenado de localizações individuais para 125 átomos.
Os cientistas preencheram alguns dos locais possíveis na matriz com qubits que consistem de átomos de césio neutros sem carga negativa ou positiva.
Depois, eles usaram feixes de laser cruzados para segmentar átomos individuais na rede, causando uma mudança de nível de energia desses átomos.
Quando, então, os cientistas banharam toda a matriz com microondas, o estado dos átomos com os níveis de energia elevada mudou, enquanto o estado de todos os outros átomos não mudou.
Para demonstrar o controle sobre os qubits na matriz, os pesquisadores mudaram os estados dos átomos selecionados em três dos planos empilhados com o objetivo de escrever as letras P, S e U (que representam as iniciais da Penn State University) como mostradas na imagem acima.
“Nós organizamos mais qubits em diferentes, precisas superposições quânticas ao mesmo tempo do que qualquer outro experimento anterior”, disse David Weiss, professor de física que liderou a equipe de pesquisadores. “Nosso artigo demonstra que essa nova abordagem é uma forma precisa e eficiente para controlar grandes conjuntos de qubits para a computação quântica”. O artigo foi publicado na revista Science.
Atualmente, o sistema oferece uma taxa de 99,7% de confiabilidade, mas a equipe espera aumentá-la para 99,9%, disse Weiss. Entre outros objetivos está focar em emaranhamento quântico, onde o estado de uma partícula está explicitamente correlacionada com o estado das outras em torno dela.
