Os computadores quânticos prometem ser uma tecnologia que irá transformar a resolução de problemas. Entretanto, ainda há muitas barreiras a serem transpassadas até que este tipo de máquina seja uma realidade. Um destes desafios é o controle de algumas dezenas de qubits por vez e graças a pesquisa feita por cientistas da Universidade de New South Wales (UNSW), foi descoberta uma forma de fazer isso utilizando um prisma de cristal ao chip.
Computadores normais armazenam e processam informações utilizando bits binários, representados por zeros (0) e uns (1). Entretanto, quando se trata de computadores quânticos, os bits, chamados de qubits, podem ser transmitidos utilizando 1, 0 ou os dois ao mesmo tempo, aumentando extremamente o poder de processamento. Porém, os cálculos feitos em máquinas assim ainda sofrem com problemas que os impedem de funcionar de maneira ideal.
Em processadores quânticos feitos de silício, a informação é transmitida através de um "spin" do elétron, onde há spins para cima e para baixo, representando os zeros e uns. O ajuste desse movimento é feito através de um campo magnético que normalmente é gerado através de fios que passam ao lado dos qubits. Embora isso funcione para algumas dezenas de qubits, essa técnica é somente para provar o conceito e é preciso realizar o processamento com centenas de milhares ou mesmo milhões de qubits ao mesmo tempo. Todos esses fios irão acabar gerando muito calor.
Como funciona
A pesquisa da UNSW desenvolveu uma nova forma de gerar um campo magnético para uma grande quantidade de qubits de uma só vez. O segredo para isso foi a utilização de um prisma de cristal chamado de ressonador dielétrico, que fica logo acima do chip de silício. Microondas são aplicadas neste prisma, obtendo um comprimento de onda ainda menor (de menos de 1mm), criando um campo magnético responsável por controlar os spins dos qubits.
O autor do estudo, Jarryd Pla, diz:
"Existem duas inovações importantes aqui. A primeira é que não precisamos colocar muita energia para obter um campo de direção forte para os qubits, o que significa que não geramos muito calor. A segunda é que o campo é muito uniforme em todo o chip, de modo que milhões de qubits experimentam o mesmo nível de controle."
Resultados
Nos últimos testes feitos pelos pesquisadores, os cientistas conseguiram utilizar este campo magnético para inverter os estados dos qubits de maneira individual. Porém, mesmo com esta grande evolução, ainda há muito trabalho a ser feito para que haja uma superposição dos dois estados de uma vez (0 e 1). Segundo a equipe de pesquisadores, esse método deverá permitir o controle de aproximadamente quatro milhões de qubits de uma vez só.
O artigo da pesquisa foi publicado na revista Science Advances. Abaixo, um vídeo onde a equipe de pesquisadores discute sobre o trabalho:
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