Hardware para Computador Quântico armazena 150 qubits

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/05/2010


Armadilha de íons que poderá funcionar como parte do hardware de um futuro computador quântico. As 150 zonas para armazenamento, transporte e medição dos qubits (íons, ou átomos eletricamente carregados) ficam na estrutura em anel no centro.[Imagem: J. Amini/NIST]


Armadilha de íons

Físicos do Instituto Nacional de Padronização e Tecnologia (NIST), dos Estados Unidos, construíram um dispositivo capaz de capturar dezenas de íons de uma só vez e de forma totalmente controlada.

Os íons - átomos eletricamente carregados - são o principal elemento nas pesquisas da computação quântica, onde eles funcionam como bits quânticos, ou qubits.

Os 0s e 1s da informação digital são armazenados no spin de cada íon aprisionado.

Algoritmos quânticos

Até hoje, os qubits utilizam íons aprisionados individualmente, em aparatos grandes e complicados, o que torna difícil e até impraticável a realização de experimentos de vários qubits.

Além de avaliar a possibilidade real da construção dos computadores quânticos, os testes com vários qubits são importantes para desenvolver os algoritmos quânticos, que são muito diferentes da lógica utilizada nos programas dos computadores atuais.

Esta é a primeira vez que se consegue ampliar a escala de aprisionamento de íons, integrando aquilo que poderá ser o conjunto de memórias e as vias para a realização de cálculos de um futuro computador quântico.

Hardware de computador quântico

Mas esta estrutura é apenas um dos componentes da CPU de um computador quântico, equivalente aos fios que interligam as diversas células de cálculo. Feixes de laser externos serão essenciais para controlar e usar os dados quânticos armazenados em cada qubit.

Feito de uma pastilha de quartzo recoberta com ouro, a peça oval de 2 x 4 milímetros funciona como uma espécie de "pista de corrida", com 150 zonas onde os qubits podem ser armazenados e transportados usando campos elétricos, ou manipulados com feixes de laser para efetuar o processamento dos dados.

Os pesquisadores afirmam que a armadilha de íons pode ser escalada para conter muito mais zonas. Seu protótipo foi testado com êxito com 10 íons de magnésio simultaneamente.

Bibliografia:

Toward scalable ion traps for quantum information processing.
J.M. Amini, H. Uys, J.H. Wesenberg, S. Seidelin, J. Britton, J.J. Bollinger, D. Leibfried, C. Ospelkaus, A.P. VanDevender, D.J. Wineland
New Journal of Physics
April 2010
Vol.: 12 033031
DOI: 10.1088/1367-2630/12/3/033031