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Processador quântico de silício processa dados com qubits de luz

Processador quântico de silício processa dados com qubits de luz
Nesta ilustração, o que parecem ser trilhas metálicas são guias de onda, por onde circulam os qubits fotônicos, que são gerados nas espirais.[Imagem: Xiaogang Qiang/University of Bristol]

Processador quântico fotônico

Um chip fotônico totalmente funcional - o primeiro desse tipo já construído - demonstra que a luz pode mesmo ser a base de um novo tipo de processador quântico.

E, melhor de tudo, um processador multipropósito feito com a atual tecnologia de silício.

O chip de silício guia fótons individuais ao longo de trilhas ópticas e os utiliza como qubits para guardar e processar informações, um processo de controle que nunca havia sido alcançado em um único chip.

O pequeno dispositivo já está sendo usado como uma ferramenta científica para realizar uma ampla variedade de experimentos de informações quânticas.

"O dispositivo já foi usado para implementar vários experimentos de informações quânticas diferentes usando quase 100.000 diferentes configurações reprogramadas," disse o professor Timothy Ralph, da Universidade de Queensland, na Austrália, membro da equipe internacional que fabricou o processador fotônico.

Computador quântico com tecnologia atual

A grande novidade é que o chip demonstra que processadores quânticos totalmente funcionais podem ser projetados a partir de processos de fabricação disponíveis em larga escala - algo como um computador quântico feito com eletrônica comum, só que mais rápido, já que este opera com luz.

"O que é entusiasmante é que diferentes propriedades da fotônica de silício que podem ser usadas para fazer um computador quântico foram combinadas em um único dispositivo. Isso é muito complicado para implementar fisicamente com a luz usando abordagens anteriores," disse Xiaogang Qiang, da Universidade Nacional de Tecnologias de Defesa, na China, que fabricou o chip durante seu doutoramento na Universidade de Bristol, no Reino Unido.

Embora o protótipo já esteja sendo útil, ver processadores quânticos de luz fazendo cálculos práticos ainda vai demorar um pouco.

"É um processador muito primitivo, porque ele só funciona com dois qubits, o que significa que ainda há um longo caminho antes que possamos fazer cálculos úteis com essa tecnologia," disse Qiang.

Bibliografia:

Large-scale silicon quantum photonics implementing arbitrary two-qubit processing
Xiaogang Qiang, X. Zhou, J. Wang, C. Wilkes, T. Loke, S. O’Gara, L. Kling, G. Marshall, R. Santagati, Timothy Ralph, J. Wang, J. O Brien, M. Thompson, J. Matthews
Nature Photonics
DOI: 10.1038/s41566-018-0236-y




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