Um novo minúsculo “frigorífico” quântico é capaz de corrigir os cálculos de um computador quântico – sem necessidade de supervisão ou de novo hardware.
Um pequeno dispositivo de arrefecimento é capaz de repor automaticamente os componentes defeituosos de um computador quântico.
Esta inovação é baseada em circuitos supercondutores e é alimentado pelo calor do ambiente. Pode arrefecer autonomamente os qubits até atingir temperaturas baixas recorde, abrindo caminho a computadores quânticos mais fiáveis.
A inovação foi revelada num estudo publicado esta quinta-feira na Nature Physics.
Como nota a New Scientist, os computadores quânticos ainda não são totalmente práticos porque cometem demasiados erros. Se os qubits – componentes-chave deste tipo de computador – aquecerem acidentalmente e se tornarem demasiado energéticos, podem ficar num estado errado antes de o cálculo começar.
Uma forma de “repor” os qubits nos seus estados corretos é arrefecê-los. À margem do novo estudo, esta tarefa de arrefecimento foi delegada, pela primeira vez, a um “frigorífico” quântico autónomo. E com sucesso.
Como explica a New Scientist, os investigadores construíram dois qubits e um “qutrit”, que pode armazenar informações mais complexas do que um qubit, a partir de pequenos circuitos supercondutores. O qutrit e um dos qubits formaram um frigorífico para o segundo qubit alvo, que poderia eventualmente ser utilizado para computação.
Os investigadores criaram cuidadosamente as interações entre os três componentes para garantir que, quando o qubit alvo tinha demasiada energia, o que causava erros, o calor fluía automaticamente para fora dele e para os outros dois elementos. Este processo baixava a temperatura do qubit alvo e reiniciava-o.
Como este processo era autónomo, o frigorífico qubit-e-qutrit podia corrigir os erros sem qualquer controlo externo.
Mohammed Aamir Ali, autor correspondente do estudo, enalteceu que esta abordagem para repor o qubit não exigiu um hardware novo, ao contrário dos métodos mais convencionais – e produziu melhores resultados.
Sem qualquer remodelação significativa do computador quântico ou introdução de novos fios, o estado inicial do qubit estava correto em 99,97% das vezes. Em contraste, outros métodos de reinicialização normalmente só conseguem 99,8%, disse Aamir Ali, à New Scientist.
Os investigadores estão já a desenvolver esta descoberta, podendo, por exemplo, criar um relógio quântico autónomo ou conceber um computador quântico com outras funções automaticamente controladas por diferenças de temperatura.
Além disso, a nova experiência abre caminho a muitos projectos semelhantes que foram propostos mas nunca testados, como a utilização de qubits para construir motores quânticos autónomos.
“É bom ver esta máquina implementada e útil. O facto de ser autónoma, ou seja, de não necessitar de qualquer controlo externo, deverá torná-la eficiente e versátil”, disse, à New Scientist, Nicolas Brunner, da Universidade de Genebra (Suíça), que não participou no estudo.
