Pesquisadores perto de encontrar o bloco de construção ideal para computadores quânticos

Já se passaram mais de quatro anos desde que a IBM anunciou seu primeiro computador quântico usando 50 qubits ou bits quânticos. No entanto, não chegamos mais perto de obter um computador quântico que possa ser usado na prática. Na verdade, os computadores quânticos que temos não são adequados para uso em larga escala e não podem corresponder às tarefas que outras formas de tecnologia podem realizar sem esforço. Os cientistas acreditam que a falha está no bloco de construção desses computadores quânticos. Portanto, eles estão trabalhando para criar os blocos de construção ideais para tornar esses computadores mais úteis.

Um computador comum usa bits como seus blocos de construção. Esses bits armazenam dados na forma de 1 ou 0 a qualquer momento. Um computador quântico usa blocos de construção conhecidos como qubits para funcionar. Esses qubits funcionam muito como o gato no experimento de pensamento do gato de Schrõdinger. Assim como o gato está morto e vivo ao mesmo tempo, um qubit pode existir simultaneamente em um estado 0 e 1. Isso é o que dá a um computador quântico uma vantagem sobre os computadores comuns.

Qubits podem ser construídos de várias maneiras para atender aos requisitos, de acordo com aos pesquisadores do estudo. No entanto, os cientistas acreditam que existe uma maneira ideal de fazê-lo. A técnica atual usa um único elétron. Isso é preso em gás neon congelado e controlado usando um circuito quântico supercondutor. Pode ser o qubit mais próximo de sua forma ideal, mas temos que esperar antes que o qubit ideal se torne realidade.

A superfície de neon ultrapura do qubit mais recente permite que o elétron permaneça estável o suficiente para manipulação. Também facilita uma mudança rápida do qubit de um estado para outro. Ele se qualifica como um qubit bem-sucedido, pois também é capaz de emaranhamento (capacidade de se vincular a outros qubits).

Um ressonador de microondas baseado em supercondutor mal colocado sob o qubit pode ler o estado e medir o desempenho do qubit.

Xianjing Zhou, do Laboratório Nacional de Argonne, disse: “Com esta plataforma, alcançamos, pela primeira vez, um forte acoplamento entre um único elétron em um ambiente de quase vácuo e um único fóton de micro-ondas no ressonador”. Isso permitirá que os cientistas usem fótons de micro-ondas para manipular cada qubit.

No entanto, o experimento foi feito dentro de um refrigerador de diluição a uma temperatura muito controlada. Portanto, os qubits ainda não estão prontos para uso em laptops.

Empresas multinacionais como Google e IBM estão tentando impulsionar seus próprios modelos de qubit. Mas os pesquisadores por trás desse novo qubit acreditam que o modelo deles é o mais promissor até hoje, pois é fácil de ser fabricado a baixo custo.

O estudo recente foi Publicados na revista Natureza.