Princípios importantes
- Novas pesquisas descobriram uma maneira de fazer bits quânticos usando cristais.
- A descoberta pode ajudar a liberar o potencial da revolução da computação quântica.
- Mas os especialistas dizem que você não deve esperar que computadores quânticos substituam seu laptop tão cedo.
Os físicos estão explorando as maneiras estranhas como os átomos interagem uns com os outros para construir computadores quânticos.
Defeitos atômicos em alguns cristais podem ajudar a desencadear o potencial da revolução da computação quântica, de acordo com descobertas feitas por pesquisadores da Northeastern University. Os cientistas disseram ter descoberto uma nova maneira de fazer um bit quântico usando os cristais. Os avanços nas tecnologias quânticas, que implementam as propriedades da física quântica chamadas emaranhamento, podem permitir dispositivos mais poderosos e com eficiência energética.
"Emaranhamento é uma palavra chique para criar uma relação entre partículas que as faz agir como se estivessem ligadas", disse Vincent Berk, CRO e CSO da empresa de computação quântica Quantum Xchange, à Lifewire em uma entrevista por e-mail.
"Esta relação é especial porque permite que ações em uma partícula afetem outra. É exatamente aí que entra o poder da computação: quando o estado de uma coisa pode mudar ou afetar o estado de outra. Na verdade, com base nessa ligação de emaranhamento maluca, somos capazes de representar todos os resultados possíveis de uma computação em apenas algumas partículas."
Quantum Bits
Pesquisadores explicaram em um artigo recente na Nature que defeitos em uma classe particular de materiais, especificamente, dicalcogenetos de metais de transição bidimensionais, continham as propriedades atômicas para fazer um bit quântico, ou qubit, que é o edifício bloco para tecnologias quânticas.
"Se pudermos aprender a criar qubits nesta matriz bidimensional, isso é um grande, grande negócio", disse Arun Bansil, professor de física da Northeastern e co-autor do artigo, na notícia. lançamento.
Bansil e seus colegas vasculharam centenas de combinações de materiais diferentes para encontrar aqueles capazes de hospedar um qubit usando algoritmos avançados de computador.
"Quando analisamos muitos desses materiais, no final, encontramos apenas um punhado de defeitos viáveis - cerca de uma dúzia", disse Bansil. "Tanto o material quanto o tipo de defeito são importantes aqui porque, em princípio, existem muitos tipos de defeitos que podem ser criados em qualquer material."
Uma descoberta crítica é que o chamado defeito "antissítio" em filmes de dicalcogenetos de metal de transição bidimensional carrega algo chamado "spin" com ele. O spin, também chamado de momento angular, descreve uma propriedade fundamental dos elétrons definida em um dos dois estados potenciais: para cima ou para baixo, disse Bansil.
Um princípio fundamental da mecânica quântica é que coisas como – átomos, elétrons, fótons – interagem constantemente em maior ou menor grau, disse Mark Mattingley-Scott, diretor administrativo EMEA da empresa de computação quântica Quantum Brilliance, em um e-mail.
Se pudermos aprender a criar qubits nesta matriz bidimensional, isso é um grande, grande negócio.
"Os computadores quânticos exploram essa interdependência entre os qubits, que são essencialmente o sistema mecânico quântico mais simples possível, para aumentar drasticamente o número de soluções que podemos explorar em paralelo quando executamos um programa quântico", acrescentou.
S alto Quântico
Apesar do recente avanço em qubits, não espere que computadores quânticos substituam seu laptop tão cedo. Os pesquisadores ainda não conhecem o melhor sistema físico para construir um computador quântico, disse Michael Raymer, professor de física da Universidade de Oregon que estuda computação quântica, à Lifewire por e-mail.
"É provável que na próxima década, não haverá QC universal em larga escala que possa resolver qualquer problema quântico bem colocado", disse Raymer. "Então, as pessoas estão construindo protótipos usando vários materiais 'plataformas'."
Alguns dos protótipos mais avançados usam íons presos, incluindo aqueles construídos por empresas como ionQ e Quantinuum. "Eles têm a vantagem de que todos os átomos de um único tipo (digamos, sódio) são estritamente idênticos, uma propriedade altamente útil", disse Raymer.
As futuras aplicações para computação quântica são ilimitadas, dizem os impulsionadores.
"Responder a esta pergunta é semelhante a responder à mesma pergunta sobre computadores digitais na década de 1960", disse Raymer. "Ninguém previu corretamente a resposta na época, e ninguém pode fazê-lo agora. Mas a comunidade científica tem toda a confiança de que, se a tecnologia for bem-sucedida, será tão impactante quanto a revolução dos semicondutores dos anos 1990-2000."
