Tecnologias Quânticas: Qubit vestido garante dados 10 vezes mais bem guardados

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/11/2016

Impressão artística do qubit vestido: o spin do elétron de um único átomo é protegido por um campo eletromagnético oscilante.
[Imagem: Arne Laucht/UNSW]

Qubit com roupa

Pesquisadores australianos criaram um bit quântico que permanece em superposição por um tempo 10 vezes maior do que havia sido conseguido até agora, expandindo dramaticamente o tempo durante o qual o dado fica disponível para os cálculos em um futuro computador quântico.

O bit propriamente dito é o spin de um único átomo dentro de uma pastilha de silício.

Mas seu diferencial é um "agasalho" eletromagnético, compondo o que Arne Laucht e seus colegas da Universidade de Nova Gales do Sul chamam de um "qubit vestido".

"Nós agora implementamos uma nova maneira de codificar a informação: nós submetemos o átomo a um campo eletromagnético oscilante muito forte em frequências de micro-ondas, e assim nós 'redefinimos' o bit quântico como a orientação do spin em relação ao campo de micro-ondas," contou Laucht.

Os resultados são impressionantes: como o campo eletromagnético oscila constantemente a uma frequência muito alta, qualquer ruído ou perturbação em uma frequência diferente resulta em um efeito líquido zero.

Qubit FM

Em certo sentido, a qualidade do qubit vestido em relação aos qubits atuais pode ser comparada à qualidade de uma rádio FM em relação a uma rádio AM, já que a informação quântica passou a ser controlada pela frequência, e não mais pela amplitude.

"Este novo qubit vestido pode ser controlado de várias maneiras que seriam impraticáveis com um 'bit pelado'," disse o professor Andrea Morello. "Por exemplo, ele pode ser controlado simplesmente modulando a frequência do campo de micro-ondas, exatamente como um rádio FM. O bit não vestido, ao contrário, exige que se ligue e desligue o ajuste da amplitude dos campos, tal como um rádio AM."

Superposição e decoerência

A grande vantagem dos bits quânticos - em relação aos bits da eletrônica tradicional - é que eles podem guardar um número enorme de dados, graças ao fenômeno quântico da superposição: em vez de estarem em 0 ou em 1, eles podem estar em qualquer posição de 0 a 1 simultaneamente.

O grande problema é que a superposição é um estado extremamente frágil, que colapsa - o nome técnico é decoerência - ante a menor interferência, ou ruído, seja térmico ou eletromagnético.

Com o qubit vestido a equipe conseguiu aumentar por um fator de 10 o intervalo de tempo durante o qual a superposição quântica pode ser preservada.

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