Os cientistas construíram o menor computador quântico do mundo. É do tamanho de um PC de mesa e pode funcionar em temperatura ambiente.
A máquina é alimentada por apenas um fóton, ou partícula de luz, embutido em uma fibra óptica em forma de anel, escreveram os cientistas em um estudo publicado em 3 de setembro na revista. Revisão Física Aplicada. A máquina é uma prova de conceito e pode realizar operações matemáticas como fatoração de números primos – como 15 = 5 x 3.
Muitos computadores e processadores quânticos, incluindo Chip Condor de 1.000 qubits da IBMsão construídos usando supercondutores qubits. Mas para aproveitar as leis de mecânica quântica e calcular usando a superposição quântica – que permite que o qubit exista em vários estados simultaneamente – eles devem ser resfriados até quase zero absoluto. Isso requer equipamentos complexos que normalmente ocupam pelo menos o tamanho de uma sala.
Os fótons há muito são propostos como uma alternativa aos qubits supercondutores, em um campo conhecido como “computação quântica óptica”. Em fevereiro, os cientistas sugeriram que construindo qubits a partir de um único pulso de laser poderia deixá-los construir um computador quântico estável à temperatura ambiente, por exemplo.
Relacionado: ‘O silício mais puro do mundo’ pode levar a chips de computação quântica de primeiro milhão de qubits
No novo estudo, os cientistas construíram uma máquina que pode processar cálculos à temperatura ambiente. E porque não precisa ser refrigerado, é do tamanho de um PC desktop típico. O computador quântico armazena informações em “32 intervalos de tempo ou dimensões” dentro do pacote de ondas de um único fóton, autor principal do estudo Chuu, Chih-sungprofessor de óptica quântica na Universidade Tsing Hua, em Taiwan, disse em uma declaração traduzida. Este é um recorde mundial para o número de dimensões de computação que podem ser acessadas por um único qubit, acrescentou.
Ao contrário dos qubits supercondutores, os fótons podem manter um estado quântico estável à temperatura ambiente. Uma máquina quântica que usa fótons consome menos energia e é mais barata de operar. Também é mais eficiente de operar do que sistemas que usam íon preso qubits – partículas carregadas suspensas no espaço livre por ondas eletromagnéticas – que requerem lasers complexos para ajustar com precisão seu estado quântico.
Já existem computadores quânticos ópticos com centenas de fótons. Mas como os fótons aparecem probabilisticamente – o que significa “eles estão lá em um segundo e desaparecem no próximo” – eles são difíceis de encurralar em grande número, disse Chuu.
Em vez disso, Chuu e sua equipe compactaram todas as informações em um fóton estável. Ele comparou esse trabalho à transformação de uma bicicleta que pode transportar uma pessoa em um trem de 32 vagões que pode acomodar um grande número de passageiros. Os próximos passos são continuar melhorando a capacidade de armazenamento de um único fóton para que ele possa processar cálculos ainda mais complexos, acrescentou.
Dado que a máquina usa um fóton como qubit, ela poderia ser facilmente integrada em futuras redes de comunicação quântica que usam luz para transmitir dados, ou com outros sistemas de computação clássicos baseados em luz, disseram os cientistas.