Circuito integrado quântico é o mais complexo já construído

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/01/2014

A grande vantagem da fotônica baseada no silício é que os chips podem ser construídos com as técnicas usadas para a atual microeletrônica baseada no processo CMOS.
[Imagem: Thompson Group/Bristol University]

Circuito integrado quântico

Em 2011, uma equipe de físicos e engenheiros do Reino Unido, Japão e Holanda criou o primeiro chip fotônico quântico multiuso.

No ano passado, eles colocaram a primeira versão do seu processador quântico disponível gratuitamente na internet.

Agora, a equipe obteve um grau adicional de integração, construindo um verdadeiro circuito integrado quântico fotônico, e o fizeram usando as mesmas técnicas empregadas para fabricar os circuitos integrados eletrônicos tradicionais.

Isto torna o dispositivo o mais complexo circuito integrado quântico já construído a partir de um único material - o silício.

O chip é capaz de gerar fótons e entrelaçá-los ao mesmo tempo - o entrelaçamento quântico, juntamente com a superposição, são os fenômenos essenciais para o processamento e a transmissão quântica de informações.

O circuito consiste de duas fontes de fótons individuais que já são gerados entrelaçados entre si, o que torna o chip adequado para virtualmente qualquer experimento de processamento quântico, além de experimentos em óptica quântica e fotônica.

Gerar os dois fótons já entrelaçados significa que, além de serem produzidos por fontes idênticas, eles próprios são virtualmente idênticos em todas as propriedades imagináveis.

O projeto do próximo chip quântico fotônico, incluindo os detectores de fótons, já está pronto.
[Imagem: J. W. Silverstone et al./Nature Photonics]

Quântica no silício

Um circuito quântico fotônico de estado sólido é apenas uma das várias plataformas que estão sendo pesquisadas para a construção de um computador quântico.

A grande vantagem da fotônica baseada no silício é que os chips podem ser construídos com as técnicas usadas para a atual microeletrônica baseada no processo CMOS.

Segundo os pesquisadores, o próximo passo será construir um sistema de informação quântica totalmente integrado em um único chip de silício.

"Até agora nós combinamos fontes de luz quântica com circuitos quânticos, mas o próximo grande desafio será incluir detectores de fótons individuais e, em seguida, escalar até as muitas centenas de componentes necessários para executar tarefas complexas de processamento de informação quântica com fótons," disse o professor Mark Thompson, um dos líderes da equipe.

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