Cientistas propõem abordagem alternativa para avançar a computação quântica

Katherine Noyes, IDG News Service

27 de julho de 2016 - 09h00

Pesquisadores russos defendem que os chamados 'qudits' aumentariam a capacidade de computadores fazerem cálculos quânticos completos

Os computadores quânticos podem prometer um grande salto em desempenho e eficiência, porém nada disso acontecerá até se descobrir uma maneira prática de construí-los. Mas cientistas russos acabam de anunciar o que dizem ser um grande avanço.  

 

A construção de computadores quânticos é difícil porque os qubits tendem a ser altamente instáveis. Qubits são a contrapartida quântica dos bits usados ​​na computação tradicional. Enquanto bits tradicionais representam dados como 0s ou 1s, qubits são distinguidos pelo que é conhecido como superposição, ou a capacidade de ser tanto 0 e 1 ao mesmo tempo. 

 

Superposição é o coração de um extraordinário potencial da computação quântica, mas também se provou um desafio espinhoso. Enquanto os cálculos exigem que qubits não só mantenham seu estado, mas também interajam uns com os outros, os objetos quânticos que têm sido usados para criar qubits - íons ou elétrons, por exemplo -, até agora, só foram capazes de manter um determinado estado quântico por pouco tempo. 

 

Em um sistema com dezenas ou centenas de qubits, o problema fica ainda mais complicado. É aí que os físicos do Moscow Institute of Physics and Technology e do Russian Quantum Center estão propondo uma abordagem diferente. 

 

Em vez de tentar manter a estabilidade de um grande sistema qbit, eles procuraram aumentar a capacidade das unidades que fazem os cálculos. Para isso, eles se voltaram para o "qudit," uma alternativa ao qubit.

 

Qudits são objetos quânticos para a qual o número de possíveis estados é maior que dois. Entre eles estão qutrits, que têm três estados potenciais e ququarts, que possuem quatro. 

 

Devido a esses potenciais estados adicionais, leva menos qudits para fazer a mesma quantidade de trabalho. "Um qudit com quatro ou cinco níveis é capaz de funcionar como um sistema de dois qubits 'comuns', e oito níveis é suficiente para imitar um sistema de três qubits", explicou Aleksey Fedorov, pesquisador do Russian Quantum Center. 

 

Fedorov e seus colaboradores demonstraram que em um qudit com cinco níveis, criado usando um átomo artificial, é possível realizar cálculos quânticos completos. 

 

"Estamos fazendo progresso significativo porque em determinadas implementações físicas é mais fácil de controlar qudits multiníveis do que um sistema do correspondente número de qubits", disse Fedorov. "Isso significa que estamos um passo mais perto de criar um computador quântico de pleno direito". 

 

Os resultados dos pesquisadores foram publicados recentemente em uma série de artigos na Physical Review A, Physics Letters A, e Quantum Measurements and Quantum Metrology.

 

Fonte: IDGNow