Cientistas escrevem código quântico num chip de silício pela primeira vez

Pela primeira vez, cientistas demonstraram que podem escrever e manipular um código quântico num chip de silício, abrindo caminho para os tão esperados e superpoderosos computadores quânticos.

A pesquisa, realizada por engenheiros da Universidade de New South Wales, na Austrália, foi publicada na revista Nature Nanotechnology.

O sucesso dependeu do estranho fenómeno conhecido como “emaranhamento”, usando dois bits quânticos com a maior precisão registada até hoje.

Todas as outras peças necessárias para a construção de um computador quântico já estão disponíveis, em grande parte devido a outra pesquisa da mesma equipa, que criou a primeira porta lógica em silício.

Sobreposição

Os computadores tradicionais são codificados com bits tradicionais, que podem estar num de dois estados: 1 ou 0. Em conjunto, dois bits criam códigos que podem ser usados para programar instruções complexas.

Na computação quântica, há a possibilidade dos bits estarem num estado chamado de “sobreposição”, o que significa que podem ser 1 e 0 ao mesmo tempo – o que aumenta exponencialmente as variações de programação.

UNSW Engineering

Os engenheiros australianos não só conseguiram criar esses bits em sobreposição, como o fizeram em microchips muito semelhantes aos que compõem os computadores comuns atuais.

O segredo para escrever o código quântico é o entrelaçamento, ou emaranhamento quântico. Quando duas partículas estão entrelaçadas, isto significa que a medição de uma afeta imediatamente o estado da outra, mesmo que estejam a milhares de quilómetros de distância.

Este efeito intrigou grandes mentes da física, incluindo Albert Einstein, que o chamou de “ação fantasmagórica à distância”. Apesar do ceticismo de alguns investigadores, já que o fenómeno parece contradizer os princípios de localidade da Física clássica, este já foi demonstrado várias vezes.

Os cientistas australianos passaram com louvor no teste do emaranhamento, com a maior “pontuação” já registada numa experiência usando este fenómeno.

00+11

UNSW Engineering

Os investigadores entrelaçaram duas partículas: o eletrão e o núcleo de um único átomo de fósforo, que foi colocado dentro de um microchip de silício. O estado do eletrão era totalmente dependente do estado do núcleo.

Assim, eles expandiram os quatro possíveis códigos que podem ser feitos com dois bits clássicos (00, 01, 10 ou 11) para um conjunto muito maior de código com dois bits emaranhados, como 00+11, 00-11, 01+10 ou 01-10.

“Isso é, em certo sentido, a razão pela qual os computadores quânticos podem ser muito mais poderosos”, explicou Stephanie Simmons, que participou do estudo.

“Com o mesmo número de bits, podemos escrever um código de computador que contém muitas mais palavras, e podemos usar essas palavras extra para executar um algoritmo diferente que atinja o resultado esperado com um menor número de passos”.

O próximo objetivo dos investigadores é entrelaçar mais partículas e criar códigos mais complexos, a fim de chegarem ao cobiçado supercomputador – e parece que estamos mais perto disso do que nunca.

HypeScience