Computador quântico chega aos 14 qubits

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/04/2011

Os cientistas conseguiram entrelaçar 14 qubits (em cima), embora já tenham conseguido aprisionar 64 íons simultaneamente (embaixo).
[Imagem: University of Innsbruck]

Quase 2 quBytes

Físicos quânticos da Universidade de Innsbruck, na Áustria, bateram outro recorde mundial no campo da computação quântica.

Rainer Blatt e seus colegas obtiveram o entrelaçamento quântico de 14 qubits, construindo o maior registrador quântico já feito até hoje.

Com este experimento, os físicos não apenas deram mais um passo rumo à construção de um computador quântico como também obtiveram resultados valiosos para o estudo do fenômeno quântico do entrelaçamento entre partículas.

O grupo de Innsbruck tem entre seus feitos mais recentes o primeiro simulador quântico e um raio laser quântico.

Entrelaçamento quântico

O termo entrelaçamento - também traduzido por emaranhamento - foi introduzido pelo físico Erwin Schrodinger em 1935 para descrever um fenômeno quântico que, embora já tenha sido muito bem demonstrado experimentalmente, ainda não é completamente bem compreendido.

Usando o entrelaçamento de qubits, um computador quântico poderá resolver problemas fora do alcance dos computadores atuais, a uma velocidade inimaginavelmente maior.

Contudo, partículas entrelaçadas não podem ser descritas como partículas individuais com estados definidos - elas formam um sistema.

"Torna-se ainda mais difícil entender o entrelaçamento quando há mais de duas partículas envolvidas," explica Thomaz Monz, coautor do trabalho agora publicado. "E nossos experimentos com muitas partículas nos dão novos insights sobre esse fenômeno."

Recordes quânticos

O recorde anterior da equipe era justamente 1 byte quântico - eles haviam entrelaçado 8 qubits.

Nenhum outro grupo conseguiu ainda reproduzir esse recorde anterior, e a equipe deu logo um salto para 14 qubits.

Os qubits são átomos de cálcio presos em uma armadilha iônica e manipulados com a luz de raios laser.

Recentemente, um grupo da Universidade de Oxford conseguiu entrelaçar 10 bilhões de possíveis bits quânticos em um chip de silício, mas eles ainda não conseguem manipular esses bits para que eles sejam usados em cálculos.

Superdecoerência

Os físicos descobriram que, em seu sistema, a taxa de decaimento dos qubits não é linear, como geralmente acontece, mas proporcional ao quadrado do número de qubits.

Ou seja, quando o número de partículas entrelaçadas cresce, a sensibilidade do sistema aumenta significativamente.

"Esse processo é conhecido como superdecoerência e só foi observado poucas vezes em um processamento quântico," diz Monz.

Isto é importante não apenas para o campo da computação quântica, mas também para a construção de relógios atômicos de alta precisão e para a realização de simulações quânticas em computador.

O grupo austríaco já consegue aprisionar até 64 partículas em sua armadilha de íons, mas ainda não é capaz de entrelaçar todas - isto pode dar uma ideia dos progressos a se esperar nesta área.

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