Imagem: Universidade de Sussex

Os cientistas afirmam ter produzido o primeiro projeto de um computador quântico em grande escala em um desenvolvimento que poderia trazer uma revolução tecnológica.

Esse projeto, que descreve como fazer um computador quântico do tamanho de um campo de futebol, afirma resolver problemas usando a tecnologia existente – o que significa que a tecnologia revolucionária poderia estar finalmente ao nosso alcance. “A vida mudará completamente, seremos capazes de fazer certas coisas com as quais nunca poderíamos sonhar antes“, disse um membro da equipe, Winfried Hensinger da Universidade de Sussex, no Reino Unido.

Ao contrário dos computadores de hoje, que são limitados pelo código binário, computadores quânticos são baseados em qubits. Graças ao efeito quântico conhecido como entrelaçamento que ocorre em menor escala, cada qubit pode assumir o estado de 0, 1, ou uma superposição dos dois. Ao invés de ter bits que só podem ser 1 ou 0 em um dado momento, qubits podem ser qualquer coisa e tudo ao mesmo tempo. Isso significa que eles podem executar muitos cálculos simultaneamente.

Enquanto equipes de todo o mundo estão correndo para construir o primeiro computador quântico, o processo é lento, já que é difícil aproveitar o estranho efeito de emaranhamento. Até agora, os cientistas conseguiram construir dispositivos com mais de 10 ou 15 qubits. “Máquinas de laboratório sofrem de um tipo de drop-out chamado decoerência, onde qubits perdem sua ambiguidade e se tornam 1s e 0s simples – um obstáculo técnico para a construção de computadores quânticos práticos“, explicou Paul Rincon ao The Independent.

Hensinger e sua equipe dizem que seu novo modelo se baseia na tecnologia existente para superar os principais desafios que têm impedido o desenvolvimento de computadores quânticos práticos e de grande escala que poderiam realmente encontrar uso fora do laboratório. A ideia é usar íons presos em campos magnéticos como os qubits, e eles existiriam em um sistema de milhares de quadrados, módulos portáveis. Esses módulos quadrados seriam intercambiáveis, podendo ser substituídos ou adicionados à vontade. Isso significa que você poderia teoricamente construir um computador quântico tão grande quanto quisesse.

Cada um desses módulos contém cerca de 2.500 qubits e os campos magnéticos os protegem de interferências e preservam seus estados quânticos. Quando o computador é ligado, as operações são realizadas por interações entre os íons, facilitando a mudança da grade modular de uma maneira que os orienta. Para entender melhor, pense em um Pacman movendo-se em um labirinto gerado aleatoriamente.

A equipe explica que projetos anteriores de computadores quânticos propuseram usar conexões de fibra ótica para ligar os módulos de computador individuais, mas o plano utiliza campos elétricos para transportar os íons de um módulo para o outro. Eles dizem que essa abordagem permite velocidades de conexão 100.000 maiores entre os módulos de computação quântica individuais e permite que o computador funcione à temperatura ambiente, ao contrário de modelos alternativos que exigiam materiais supercondutores com temperaturas impraticáveis.

Outra melhoria que a equipe alega ter feito é que, ao invés de usar lasers individuais para manter os qubits de íons no lugar, eles iriam executar um campo de radiação de micro-ondas em todo o sistema de computador. “Para sintonizar um qubit dentro e fora de interação com o campo mais vasto, eles só são obrigados a aplicar uma tensão local“, disse a especialista Elizabeth Gibney ao Nature.

O projeto, que está agora disponível para qualquer equipe, pode ser usado para construir um computador quântico que poderia encher um grande edifício. Hensinger e sua equipe dizem que estão esperam ter sua própria versão instalada e funcionando em apenas dois anos. “Este não é um estudo acadêmico mais, é realmente toda a engenharia necessária para construir um tal dispositivo“.

Informações tiradas de: Science Advances, Universidade de Sussex, The Independent, Science Alert, BBC e Nature.

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