Antena atômica transmite informação quântica dentro de chip

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/06/2011

As antenas quânticas permitem a troca de informações entre duas células de memória localizadas dentro de um chip.
[Imagem: Harald Ritsch]

Antenas quânticas

O físico austríaco Rainer Blatt e seus colegas da Universidade de Innsbruck estão sugerindo uma arquitetura radicalmente nova para a computação quântica.

Eles demonstraram experimentalmente o funcionamento de antenas quânticas, que permitem a troca de informações quânticas entre duas células de memória localizadas dentro de um chip.

Isto oferece novas oportunidades para construir computadores quânticos práticos - o simples fato de ter sido um experimento, e não uma teoria, já é um grande avanço rumo a esses computadores futuristas.

A equipe de Innsbruck é uma das mais ativas na área, tendo recentemente demonstrado um laser quântico e um byte quântico com 14 qubits.

Foram eles também que criaram o primeiro simulador quântico.

Registradores

Referindo-se ao seu byte quântico de 14 qubits, Blatt afirma que "no entanto, para fazer um uso prático de um computador quântico, realizando cálculos, precisamos de muitos mais bits quânticos".

Ocorre que os bytes quânticos são criados dentro de armadilhas magnéticas complicadas e delicadas, que representam um limitador para o aumento dos qubits disponíveis para cálculos.

Para resolver este problema, os cientistas começaram a projetar um computador quântico baseado em um sistema de muitos registradores de pequeno porte interligados.

Para conseguir isto, os físicos desenvolveram uma abordagem revolucionária com base em um conceito formulado pelos físicos teóricos Ignacio Cirac e Peter Zoller.

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Acoplamento eletromagnético

A equipe acoplou eletromagneticamente dois grupos de íons a uma distância de 54 micrômetros.

Nessa configuração, o movimento das partículas funciona como uma antena.

"As partículas oscilam como elétrons nos pólos de uma antena de TV e, assim, geram um campo eletromagnético," explica Blatt. "Se uma antena está ajustada em relação a outra, a ponta de recepção capta o sinal do transmissor, o que resulta em um acoplamento."

Um acoplamento direto de duas oscilações mecânicas no nível quântico nunca havia sido demonstrado antes.

A troca de energia que ocorre neste processo pode ser a base para as operações fundamentais de computação de um computador quântico porque está ocorrendo, efetivamente, uma troca de informação quântica.

Antena dentro do chip

Além disso, os cientistas mostraram que o acoplamento é amplificado usando íons adicionais. "Esses íons adicionais funcionam como antenas, aumentando a distância e a velocidade da transmissão," diz Blatt.

A possibilidade de ajuste de cada antena permite que elas sejam direcionadas seletivamente, ou seja, cada célula de memória pode ser acessada de forma independente.

Um computador quântico baseado nesse conceito poderia utilizar um chip com várias micro-armadilhas, onde os íons se comunicam uns com os outros através do acoplamento eletromagnético das antenas quânticas.

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