Eletrônica

Cientistas propõem design para computador quântico

Cientistas do MIT publicaram um estudo na revista Nature, propondo um design para um computador quântico, baseado em um grande número de armadilhas iônicas, uma estrutura já demonstrada experimentalmente em pequena escala. O trabalho é assinado pelos Drs. David Kielpinski, Christopher Monroe e David J. Wineland.

Átomos substituem transistores

Um computador quântico utiliza as propriedades quânticas do átomos, aos invés de transistores, para efetuar seus cálculos. Um transístor somente pode assumir um dentre dois estados, ligado ou desligado, cada um deles representando zero ou um.

Átomos ou moléculas em um computador quântico podem ser manipulados para estar em diferentes estados simultaneamente, significando que eles podem processar exponencialmente mais informação do que um computador tradicional. Computadores quânticos podem fatorar grandes números, trabalhar com criptografia e ajudar em projetos intensivos em cálculos, como previsão do tempo.

Armadilhas eletromagnéticas

O National Institute of Standards and Technology (NIST) desenvolveu armadilhas eletromagnéticas onde os íons podem ser armazenados, observados e manipulados. Estudos anteriores sugeriam que um computador quântico poderia ser criado através da manipulação de um grande número de íons em uma única armadilha. Entretanto, esse tipo de manipulação apresenta imensas dificuldades técnicas, o que teoricamente limitaria um computador a algumas poucas dezenas de íons.

Para construir um computador quântico de larga escala, os pesquisadores do MIT sugerem uma arquitetura consistindo em um grande número de armadilhas, pequenas e interconectadas. Alterando as voltagens de operação destas armadilhas, eles poderão confinar poucos íons em cada uma delas e fazer com que os íons movimentem-se entre as armadilhas. Em cada armadilha individual, serão manipulados alguns poucos íons, cuja possibilidade os experimentos já demonstraram. As conexões entre as armadilhas permitirão a comunicação entre os conjuntos de íons. Esse esquema de movimentação entre armadilhas permitirá a criação tanto de memórias quanto de circuitos de cálculos.

Estrutura de computador quântico

Os pesquisadores já demonstraram experimentalmente a eficiência do transporte de íons entre duas armadilhas situadas a 1,2 mm uma da outra. O experimento mostrou estabilidade no estado eletrônico, indicando que o método funciona e poderá permitir a construção de computadores quânticos.

Este é o primeiro estudo que apresenta uma estrutura para um computador quântico inteiramente baseada em propostas já demonstradas experimentalmente.

Bibliografia:

Architecture for a large-scale ion-trap quantum computer
David Kielpinski, Christopher Monroe, David J. Wineland
Nature
13 Jun 2002
Vol.: 417, 709 - 711
DOI: 10.1038/nature00784




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