Eletrônica

Criada arquitetura para chip quântico

Criada arquitetura para chip quântico
Fotografia do chip quântico, vendo-se a armadilha de íons, onde ficam os qubits, no centro do chip - a armadilha de íons mede 1mm x 3mm, enquanto o chip inteiro tem cerca de 1 cm quadrado.[Imagem: Nicholas D. Guise et al. - 10.1063/1.4917385]

Chip quântico

Miniaturizar chips para que eles acomodem mais bits tem sido a tarefa da indústria eletrônica desde o advento dos circuitos integrados.

Esse caminho está sendo agora trilhado pelos engenheiros que estão tentando construir os processadores quânticos. Da mesma forma que a indústria eletrônica precisou aprender como juntar os transistores dentro dos chips para viabilizar os computadores, agora é a vez de colocar vários qubits lado a lado para que eles possam trabalhar em conjunto.

Ocorre que os qubits - os bits quânticos - são mais complexos, maiores e exigem aparatos de controle que tornam difícil sua miniaturização e sua colocação lado a lado.

Ainda não se sabe qual, ou quais, serão os qubits que serão finalmente usados nos computadores quânticos, mas os íons aprisionados no interior de uma câmara de vácuo estão entre os mais promissores.

Uma equipe da Universidade da Geórgia e da empresa Honeywell desenvolveram agora uma arquitetura que, além de permitir colocar vários qubits dentro do chip, resolve os problemas das conexões externas e mantém o acesso a cada qubit individualmente pelo feixe de laser necessário para ler e escrever seus dados.

A fiação necessária ao controle vem toda da parte de baixo do chip, o que aumentou a densidade da fiação e liberou espaço para mais qubits.

Criada arquitetura para chip quântico
Visão em corte do chip quântico, mostrando a "engenharia oculta" necessária ao seu funcionamento. [Imagem: Nicholas D. Guise et al. - 10.1063/1.4917385]

Próximos desafios

Para se ter uma ideia do que essa miniaturização representa, os experimentos com qubits de íons hoje exigem laboratórios repletos de equipamentos muito sensíveis, além de várias pessoas trabalhando para fazer tudo funcionar ao mesmo tempo.

A equipe, contudo, salienta que, mesmo tendo feito um progresso considerável, ainda falta bastante trabalho para que o chip quântico chegue ao nível de um processador que possa simplesmente ser espetado em um soquete e funcionar de forma autônoma.

A necessidade de temperaturas muito baixas, o controle dos qubits por um laser externo e a conexão do chip aos demais sistemas de controle estão entre as questões a serem resolvidas a seguir.

Bibliografia:

Ball-grid array architecture for microfabricated ion traps
Nicholas D. Guise, Spencer D. Fallek, Kelly E. Stevens, K. R. Brown, Curtis Volin,, Alexa W. Harter, Jason M. Amini, Robert E. Higashi, Son Thai Lu, Helen M. Chanhvongsak, Thi A. Nguyen, Matthew S. Marcus, Thomas R. Ohnstein, Daniel W. Youngner
Journal of Applied Physics
Vol.: 117, 174901
DOI: 10.1063/1.4917385




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