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Cientistas diminuem em dez vezes ‘ruído’ de semicondutores quânticos

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Pesquisadores da Universidade de Nova Gales do Sul (UNSW), na Austrlia, criaram um semicondutor com o menor nvel de rudo de bits qunticos, ou qubits, j demonstrado. De acordo com os autores, o estudo, publicado na revista Material Advances, pode abrir caminhos para o desenvolvimento de computadores qunticos em larga escala.

Os algoritmos de computao quntica executados em hardwares a base de silcio utilizam qubits de spins de eltrons, que so influenciados por campos magnticos e eltricos. Para que um sistema possa conduzir clculos teis necessrio que as informaes carregadas pelos qubits tenham uma preciso maior que 99%.

Algumas imperfeies, no entanto, resultam em rudos que prejudicam o desempenho dos circuitos qunticos. Um dos principais entraves da computao quntica diminuir o ‘rudo de carga’, explicam os pesquisadores. Isso porque as origens do fenmeno ainda no so completamente compreendidas, mas parecem ser especficas das plataformas que hospedam os qubits nos chips de silcio.

Os pesquisadores da UNSW conseguiram aprimorar tcnicas de fabricao de semicondutores, de modo que os circuitos desenvolvidos apresentaram uma incidncia de rudos at dez inferior, se comparados com registros anteriores.

Em julho, a multinacional americana Honeywell anunciou a criao do que afirma ser “o computador quntico mais avanado do mundo”. Imagem: Shutterstock

Os estudiosos reduziram impurezas no chip de silcio e separaram os qubits nos estados de superfcie e interface. Para medir o rudo, foram aplicados um transistor de eltrons e um par de qubits acoplados que, “coletivamente” forneceram um espectro de rudo de carga consistente”.

“Os resultados mostram que o silcio um excelente material para hospedar qubits. Com nossa habilidade de projetar todos os aspectos do ambiente [em que o qubits esto hospedados], provamos sistematicamente que os tomos de qubits em silcio so reproduzveis, rpidos e estveis”, afirmou Michelle Simmons, autora correspondente do estudo, em comunicado.

Novos desafios

As anlises indicaram que um fator chave que impacta no rudo de carga de um computador quntico o tempo de processamento. “Pelo espectro de rudo que medimos, sabemos que quanto mais longo o clculo, mais o rudo afeta nosso sistema”, afirmou o coautor do estudo Sam Gorman.

Simmons lembra que outro estudo do grupo demonstrou a habilidade de processar qubits em apenas um microssegundo – isto , 0,001 milissegundos. “Esta pesquisa combinada com nossos resultados de rudo de carga mais baixo mostra que possvel alcanar uma preciso de 99,99% com qubits tomo em silcio”, afirma a pesquisadora.

A cientista pontua que o prximo desafio desenvolver um chip de silcio 28 para capitalizar o longo perodo de coerncia quntica do sistema – este fenmeno ocorre quando um sistema quntico existe numa sobreposio de dois ou mais estados simultneos.

“Nossa equipe trabalha para entregar todos estes resultados-chave em um nico dispositivo – rpido, estvel, de alta fidelidade e com longos tempos de coerncia – dando um grande passo para se aproximar de um processador quntico de silcio em grande escala”.

Via: Phys.org

Fonte: PMDF

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