MADRID 10 jun. (EUROPA PRESS) -
Os físicos de Oxford estabeleceram um novo recorde de precisão no controle de um único bit quântico, alcançando uma taxa de um erro para cada 6,7 milhões de operações de lógica quântica.
Esse resultado recorde representa uma melhoria de quase uma ordem de grandeza em relação à referência anterior, estabelecida pelo mesmo grupo de pesquisa há uma década.
Para colocar o resultado em perspectiva: é mais provável que uma pessoa seja atingida por um raio em um determinado ano (1 em 1,2 milhão) do que que uma das portas lógicas quânticas de Oxford cometa um erro.
As descobertas, que serão publicadas na Physical Review Letters, representam um grande avanço em direção ao desenvolvimento de computadores quânticos robustos e úteis, de acordo com os autores.
"Até onde sabemos, essa é a operação cúbica mais precisa já registrada no mundo", disse o coautor do artigo, Professor David Lucas, do Departamento de Física da Universidade de Oxford, em um comunicado. "É um passo importante para a construção de computadores quânticos práticos que possam resolver problemas do mundo real."
MENOS ERROS, MENOS CÚBITOS
Para realizar cálculos úteis em um computador quântico, são necessárias milhões de operações em muitos cubos. Isso significa que, se a taxa de erro for muito alta, o resultado final do cálculo não terá sentido. Embora a correção de erros possa ser usada para corrigir erros, isso implica a necessidade de muito mais cúbitos. Ao reduzir o erro, o novo método reduz o número de cúbitos necessários e, consequentemente, o custo e o tamanho do próprio computador quântico.
A coautora principal Molly Smith, uma estudante de pós-graduação, disse: "Ao reduzir drasticamente a probabilidade de erro, este trabalho reduz significativamente a infraestrutura necessária para a correção de erros, abrindo caminho para que os futuros computadores quânticos sejam menores, mais rápidos e mais eficientes. O controle preciso dos cúbitos também será útil para outras tecnologias quânticas, como relógios e sensores quânticos.
Esse nível de precisão sem precedentes foi obtido com o uso de um íon de cálcio aprisionado como um cúbito (bit quântico). Esses íons são uma escolha natural para o armazenamento de informações quânticas devido à sua longa vida útil e robustez. Diferentemente da abordagem convencional, que usa lasers, a equipe de Oxford controlou o estado quântico dos íons de cálcio usando sinais eletrônicos (micro-ondas).
Esse método oferece maior estabilidade do que o controle por laser e também tem outras vantagens para a construção de um computador quântico prático. Por exemplo, o controle eletrônico é muito mais barato e mais robusto do que o controle a laser, além de ser mais fácil de integrar em chips de captura de íons. Além disso, o experimento foi realizado em temperatura ambiente e sem blindagem magnética, o que simplificou os requisitos técnicos para um computador quântico funcional.
UM GRANDE DESAFIO
A melhor taxa de erro de um único cubito, também alcançada pela equipe de Oxford em 2014, foi de 1 em 1 milhão. O conhecimento especializado do grupo levou ao lançamento da empresa spin-off Oxford Ionics em 2019, que se estabeleceu como líder em plataformas de cubit de íons aprisionados de alto desempenho.
Embora esse resultado recorde seja um marco importante, a equipe de pesquisa adverte que ele faz parte de um desafio maior. A computação quântica exige que as portas de um e dois cúbitos trabalhem juntas. Atualmente, as portas de dois cúbitos ainda apresentam taxas de erro significativamente mais altas (cerca de 1 em 2.000 nas melhores demonstrações até o momento), portanto, reduzi-las será fundamental para a criação de máquinas quânticas totalmente tolerantes a falhas.
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