Dia Quântico: Memória quântica de diamante

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/08/2011

O próximo passo é otimizar o chip quântico para que ele possa se tornar um processador quântico robusto.
[Imagem: TUWien]

Diamante e micro-ondas

Cientistas da Universidade de Viena, na Áustria, juntaram duas abordagens que, até agora, seguiam rotas bem diferentes para construir um computador quântico.

Esta abordagem híbrida é um passo importante para a miniaturização desses experimentos promissores, que ainda exigem enormes aparatos de laboratório que não lembram em nada um protótipo de computador.

A mesclagem resultou em nada menos do que um chip quântico, uma memória quântica funcional totalmente encapsulada em um chip.

Diferentes grupos de pesquisadores têm abordado os computadores quânticos de diferentes pontos de vista. Mas nenhum deles até agora conseguiu, ao mesmo tempo, um chaveamento rápido do estado dos qubits, a manutenção da informação no qubit o tempo suficiente para fazer o processamento e deixar todo o esquema imune a erros induzidos pelo ambiente.

Chip quântico

O grupo do Dr. Robert Amsuss juntou duas dessas abordagens: micro-ondas e diamantes, empacotando tudo dentro de um único chip.

O passo crucial foi a miniaturização de um ressonador de micro-ondas, que permite a manipulação muito rápida dos qubits.

O estado dos qubits - o 0 ou o 1 que eles guardam - é controlado por fótons não de luz visível, mas fótons na faixa das micro-ondas.

Esse ressonador é acoplado a uma fina camada de diamante, onde os qubits são armazenados.

Uma outra equipe anunciou hoje um resultado similar, usando micro-ondas para entrelaçar dois íons. Mas, como usaram qubits de íons, não alcançaram ainda o nível de miniaturização alcançado pela equipe austríaca.

Impurezas valiosas

Enquanto, em uma joalheria, um diamante deve ser o mais límpido possível para ser valioso, ocorre o contrário com o diamante a ser usado para a computação quântica: ele precisa ter impurezas.

Quando átomos de nitrogênio são introduzidos na rede atômica do diamante, ele se torna quase totalmente preto.

A vantagem é que essas chamadas "lacunas de nitrogênio" podem ter seu estado alterado por fótons, funcionando como um qubit.

"Nós demonstramos que, em nosso chip quântico, os estados quânticos podem ser realmente transferidos entre as micro-ondas e os centros de nitrogênio no diamante," disse Amsuss.

O próximo passo é otimizar o chip quântico para que ele possa se tornar um processador quântico de fato.

Dia marcante na computação quântica

Este é o primeiro de um conjunto de três avanços na área da computação quântica divulgados no dia de hoje:

• Dia Quântico: Memória quântica de diamante
• Dia Quântico: Átomos são entrelaçados por micro-ondas
• Dia Quântico: Descoberto um exótico cristal quântico

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