(dr) Shota Yokoyama
Estrutura entrelaçada de um processador quântico em larga escala feito de luz
Uma equipa internacional de cientistas da Austrália, Japão e Estados Unidos produziu um protótipo de um processador quântico em larga escala feito apenas de luz laser.
O mais recente processador quântico é baseado num projeto com dez anos e possui escalabilidade integrada, permitindo que o número de componentes quânticos, feitos de luz, seja dimensionado para números extremos. O artigo científico foi recentemente publicado na Science.
Os computadores quânticos prometem soluções rápidas para problemas difíceis, mas exigem muitos componentes quânticos, devendo estar livres de erros. No entanto, os processadores atuais permanecem pequenos e propensos a erros.
Este novo design criado pela equipa de cientistas fornece uma solução alternativa, usando luz para atingir a escala necessária para superar computadores clássicos em grandes problemas.
“Apesar de os atuais processadores quânticos serem impressionantes, não está claro se os projetos podem ser expandidos para tamanhos extremamente grandes”, avançou Nicolas Menicucci, investigador do Centro de Computação e Tecnologia de Comunicação Quântica (CQC2T) da Universidade RMIT em Melbourne, na Austrália.
Esta nova abordagem começa com “a extrema escalabilidade, criada desde o início, porque o processador, chamado ‘estado de cluster’, é feito de luz“. Um estado de cluster é uma grande coleção de componentes quânticos entrelaçados que executam cálculos quânticos quando medidos de uma maneira específica.
“Para ser útil para problemas do mundo real, um estado de cluster deve ser grande o suficiente e ter a estrutura de entrelaçamento certa. Todas as demonstrações anteriores de estados de cluster falharam numa destas características, ou em ambas”, diz Menicucci. “A nossa abordagem é a primeira a ter sucesso.”
Para criar este estado de agrupamento, os cristais especialmente projetados converteram a luz comum do laser num tipo especial de luz quântica, chamada luz compactada, que é tecida num estado de agrupamento por uma rede de espelhos, divisores de feixes e fibras óticas.
O design do equipamento permite que uma experiência relativamente pequena gere um grande estado de cluster bidimensional com escalabilidade integrada. Embora os níveis de compressão sejam muito baixos para resolver problemas práticos, o design é compatível com as abordagens para alcançar níveis de compressão de ponta.
Esta conquista abre a porta a novas possibilidades para a computação quântica com luz, avança a equipa de investigadores, citada pelo Europa Press.
“Criamos, pela primeira vez, um estado de cluster em larga escala cuja estrutura permite a computação quântica universal”, resume Hidehiro Yonezawa, cientista do CQC2T da UNSW Canberra. “O nosso trabalho mostra que este design é viável e escalável.”
