Computadores quânticos podem ser destruídos por partículas de alta energia vindas do Espaço

(dr) IBM Research

O interior de um computador quântico na IBM

A radiação do Espaço pode ser um grande problema para os computadores quânticos: os raios cósmicos podem perturbar o seu funcionamento interno e limitar os cálculos.

Investigadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e do Pacific Northwest National Laboratory descobriram que a radiação, incluindo os raios cósmicos, causa erros nos cálculos dos computadores quânticos. Esta descoberta resolve um mistério de décadas sobre a origem destes problemas, conhecido como envenenamento de quasipartículas.

De acordo com o New Scientist, a radiação ambiental (incluindo partículas beta, raios gama e raios X) separa os eletrões ligados que, por sua vez, interrompem os qubits (bit quântico).

O poder da computação quântica deriva dos qubits, unidades básicas de informação que conseguem armazenar dois estados ao mesmo tempo. O maior desafio neste campo é melhorar a coerência, isto é, o período que um qubit pode manter o seu estado quântico.

Esta nova investigação, cujo artigo científico foi publicado recentemente na Nature, determina que, sem intervenção, a radiação cósmica e ambiental por si só limitaria a vida útil de um qubit a alguns milissegundos. Atualmente, o bit quântico dura menos de um milésimo de milissegundo, pelo que resolver o problema da radiação é crucial para que um dia se alcance a computação quântica prática.

Os investigadores propõem, assim, uma solução para a radiação: uma espécie de escudo de chumbo, comummente usado em física nuclear e de partículas.

Durante as experiências, a equipa desenvolveu um escudo de chumbo com 10 centímetros de espessura e colocaram-no à volta de um criostato que mantém os qubits a baixa temperatura. Esta solução pôs fim aos efeitos da radiação.

Agora, o objetivo da equipa é determinar como é que cada forma de radiação afeta a formação de quasipartículas. A descoberta pode não só melhorar o desempenho de computadores quânticos, como também mudar alguns dos paradigmas já conhecidos sobre o assunto.