O mais novo design para um computador quântico

Posted By : Enaie Azambuja
O mais novo design para um computador quântico

Um pesquisador brasileiro, atualmente trabalhando na Universidade de Nova Gales do Sul, na Austrália, desenvolveu uma nova arquitetura para a computação quântica. O design permite a fabricação de processadores quânticos em larga escala de forma muito mais barata do que se pensava ser possível. Guilherme Tosi e colegas explicam que a arquitetura permite com que um processador quântico de silício seja fabricado sem a colocação precisa dos átomos que funcionam como bits quânticos.

Ao invés disso, os qubits podem ser dispostos a centenas de nanômetros de distância uns dos outros e, ainda assim, permanecerem acoplados uns aos outros pelo fenômeno quântico do entrelaçamento.

Isso não apenas facilita a engenharia de produção, como também deixa o espaço necessário para a colocação dos eletrodos e dos demais componentes sem interferir com o frágil estado dos qubits.

O conceito de processador quântico evita um problema que todos os qubits de silício baseados no spin se deparam quando se tenta construir matrizes com um número significativo de qubits: a necessidade de espaçá-los a uma distância correspondente ao diâmetro de apenas 50 átomos.

A abordagem baseada em silício criada por Tosi fica bem no ponto ideal entre a dificuldade de colocar qubits na distância precisa e o risco de começar com circuitos grandes demais.

No qubit de átomo único utilizado pela equipe de Morello e ao qual o design de Tosi se aplica, um chip de silício é coberto com uma camada de óxido de silício isolante, em cima do qual repousa um padrão de eletrodos metálicos que operam em temperaturas próximas do zero absoluto e na presença de um campo magnético muito forte.

A descoberta conceitual de Tosi envolve a criação de um tipo completamente novo de qubit usando o núcleo e o elétron do átomo de fósforo. O estado '0' é definido como o spin do elétron estando para baixo e o spin do núcleo para cima, enquanto o estado '1' é definido como o spin do elétron estando para cima e o spin nuclear para baixo.

O professor Morello classificou o conceito criado por Guilherme Tosi tão significativo quanto o artigo seminal do físico Bruce Kane que, em 1998, publicou um artigo na revista Nature demonstrando uma nova arquitetura que possibilitaria construir um computador quântico baseado em silício, desencadeando a corrida mundial para a construção desses computadores futurísticos.

A equipe da universidade fechou um acordo de US$67 milhões com a empresa de telecomunicações Telstra, o Commonwealth Bank e os governos da Austrália e do estado de Nova Gales do Sul para desenvolver, até 2022, um protótipo de um circuito integrado quântico de silício de 10 qubits.


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