Nova Técnica para Medir o Estado de Bits Quânticos

Pesquisadores da Universidade de Syracuse, trabalhando com colaboradores da Universidade de Wisconsin (Madison), desenvolveram uma nova técnica para medir o estado de bits quânticos, ou qubits, em um computador quântico.
Suas descobertas são assunto de um artigo na revista Science (Associação Americana para o Avanço da Ciência, 2018), que elabora os esforços experimentais envolvidos na criação de tal técnica.
O Grupo Plourde - liderado por Britton Plourde, professor de física na Faculdade de Artes e Ciências de Syracuse (A e S) - é especializado na fabricação de dispositivos supercondutores e sua medição a baixas temperaturas.
Muito do seu trabalho envolve qubits, que são sistemas que seguem as estranhas leis da mecânica quântica. Essas leis permitem que os qubits existam em superposições de seus dois estados (zero e um), em contraste com os bits digitais em computadores convencionais que existem em um único estado.
Plourde diz que a superposição, quando combinada com o emaranhamento ("outro aspecto contra-intuitivo da mecânica quântica"), leva à possibilidade de algoritmos quânticos com inúmeras aplicações.
"Esses algoritmos podem resolver certos problemas que são impossíveis de resolver nos supercomputadores mais poderosos da atualidade", explica ele. "As áreas potenciais afetadas pelo processamento de informações quânticas incluem desenvolvimento farmacêutico, ciência de materiais e criptografia".
Esforços intensivos em escala industrial em andamento por equipes do Google e da IBM levaram recentemente a processadores quânticos com aproximadamente 50 qubits.
Construir um computador quântico suficientemente poderoso para resolver problemas importantes, no entanto, exigirá pelo menos várias centenas de qubits - provavelmente muito mais, diz Plourde.
A atual abordagem de última geração para medição de qubits envolve amplificadores criogênicos de baixo ruído e hardware eletrônicos com temperatura ambiente considerável, todos os quais são difíceis de escalar para matrizes de qubit significativamente maiores. A abordagem delineada na Science tem uma abordagem diferente.

"Nós nos concentramos na detecção de fótons de microondas", diz Plourde, também editor-chefe da IEEE Transactions on Applied Superconductivity (Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos). "Nossa abordagem substitui a necessidade de um amplificador criogênico e pode ser estendida, de uma forma direta, para a eliminação de grande parte do hardware necessário à temperatura ambiente".

Plourde diz que a técnica co-desenvolvida em Syracuse e UW-Madison poderia eventualmente permitir o escalonamento para processadores quânticos com milhões de qubits.

Fonte: Space Daily via Syracuse University