Pesquisadores da Universidade de Sussex e da Universal Quantum demonstraram pela primeira vez que bits quânticos (qubits) podem ser transferidos diretamente entre microchips de computadores quânticos e demonstraram isso com velocidade e precisão recordes. Este avanço resolve um grande desafio na construção de computadores quânticos grandes e poderosos o suficiente para lidar com problemas complexos que são de importância crítica para a sociedade.
Hoje, os computadores quânticos operam na escala de 100 qubits. Especialistas antecipam que milhões de qubits são necessários para resolver problemas importantes que estão fora do alcance dos supercomputadores mais poderosos de hoje [1, 2]. Há uma corrida quântica global para desenvolver computadores quânticos que podem ajudar em muitos desafios sociais importantes, desde a descoberta de medicamentos até tornar a produção de fertilizantes mais eficiente em termos energéticos e resolver problemas importantes em quase todos os setores, desde a aeronáutica até o setor financeiro.
No trabalho de pesquisa, publicado hoje em Natureza Comunicações, os cientistas demonstram como usaram uma técnica nova e poderosa, que eles apelidaram de ‘UQ Connect’, para usar links de campo elétrico para permitir que os qubits se movam de um módulo de microchip de computação quântica para outro com velocidade e precisão sem precedentes. Isso permite que os chips se encaixem como um quebra-cabeça para criar um computador quântico mais poderoso.
A equipe da Universidade de Sussex e da Universal Quantum conseguiu transportar os qubits com uma taxa de sucesso de 99,999993% e uma taxa de conexão de 2424/s, ambos os números são recordes mundiais e ordens de magnitude melhores do que as soluções anteriores.
O professor Winfried Hensinger, professor de tecnologias quânticas na Universidade de Sussex e cientista-chefe e co-fundador da Universal Quantum disse: “À medida que os computadores quânticos crescem, eventualmente seremos limitados pelo tamanho do microchip, que limita o número de bits quânticos tal chip pode acomodar. Como tal, sabíamos que uma abordagem modular era a chave para tornar os computadores quânticos poderosos o suficiente para resolver os problemas da indústria em constante mudança. Ao demonstrar que podemos conectar dois chips de computação quântica — um pouco como um quebra-cabeça — e, crucialmente, que funciona tão bem, liberamos o potencial de expansão conectando centenas ou mesmo milhares de microchips de computação quântica.”
Ao conectar os módulos em velocidade recorde mundial, os cientistas também verificaram que a natureza quântica ‘estranha’ do qubit permanece intocada durante o transporte, por exemplo, que o qubit pode ser 0 e 1 ao mesmo tempo.
O Dr. Sebastian Weidt, CEO e co-fundador da Universal Quantum, e professor sênior em tecnologias quânticas na Universidade de Sussex, disse: “Nosso foco incansável é fornecer às pessoas uma ferramenta que lhes permitirá revolucionar seu campo de trabalho. O Universal As equipes da Quantum e da Universidade de Sussex fizeram algo realmente incrível aqui que ajudará a tornar nossa visão uma realidade. Esses resultados empolgantes mostram o notável potencial dos computadores quânticos da Universal Quantum para se tornarem poderosos o suficiente para desbloquear as muitas aplicações transformadoras da computação quântica.”
A Universal Quantum acaba de receber € 67 milhões do Centro Aeroespacial Alemão (DLR) para construir dois computadores quânticos onde implantarão essa tecnologia como parte do contrato. O spin-out da Universidade de Sussex também foi recentemente nomeado como um dos vencedores do prêmio 2022 Institute of Physics na categoria Business Start-up.
Weidt acrescentou: “O contrato DLR foi provavelmente um dos maiores contratos de computação quântica do governo já entregues a uma única empresa. Esta é uma grande validação de nossa tecnologia. A Universal Quantum agora está trabalhando duro para implantar esta tecnologia em nossas próximas máquinas comerciais. “
A Dra. Mariam Akhtar liderou a pesquisa durante seu tempo como Pesquisadora na Universidade de Sussex e Conselheira Quântica na Universal Quantum. Ela disse: “A equipe demonstrou transferência de íons rápida e coerente usando links de matéria quântica. Este experimento valida a arquitetura única que a Universal Quantum vem desenvolvendo – fornecendo uma rota emocionante para a computação quântica em grande escala”.
O professor Sasha Roseneil, vice-chanceler da Universidade de Sussex, disse: “É fantástico ver que o trabalho inspirado da Universidade de Sussex e dos físicos quânticos universais resultou neste avanço fenomenal, levando-nos a um passo significativo em direção a um computador quântico. que serão de uso social real. Esses computadores foram criados para ter aplicações ilimitadas – desde melhorar o desenvolvimento de medicamentos, criar novos materiais, até talvez até mesmo desvendar soluções para a crise climática. A Universidade de Sussex está investindo significativamente em computação quântica para apoiar nossa ousada ambição de hospedar os computadores quânticos mais poderosos do mundo e criar mudanças que tenham o potencial de impactar positivamente tantas pessoas em todo o mundo. E com equipes que abrangem o espectro da computação quântica e pesquisa tecnológica, a Universidade de Sussex tem uma ampla e uma profunda especialização nisso. Ainda estamos aumentando nossa pesquisa e ensino nessa área, com planos para novos chás programas de manutenção e novas nomeações.”
O professor Keith Jones, reitor interino e pró-vice-reitor de pesquisa e empreendimento da Universidade de Sussex, disse sobre o desenvolvimento: “Esta é uma descoberta muito empolgante de nossos físicos da Universidade de Sussex e da Universal Quantum. Isso prova o valor e o dinamismo da esta empresa derivada da Universidade de Sussex, cujo trabalho é baseado em pesquisas acadêmicas rigorosas e líderes mundiais. Os computadores quânticos serão fundamentais para ajudar a resolver alguns dos problemas globais mais urgentes. Estamos muito satisfeitos que os acadêmicos de Sussex estejam realizando pesquisas que oferece esperança na realização do potencial positivo da tecnologia quântica de próxima geração em áreas cruciais como sustentabilidade, desenvolvimento de medicamentos e segurança cibernética.”
NOTAS
[1] Webber, M., et. al. AVS Ciência Quântica. 4, 013801 (2022)
[2] Lekitsch, B., et al., Science Advances, 3(2), 1-12 (2017)
Com informações de Science Daily.
