Processador quântico de silício tem seis qubits totalmente controláveis

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/09/2022

Imagem do processador quântico de seis qubits de silício - cada qubit é um elétron individual preso dentro de um ponto quântico. As estruturas SD1 e SD2 são sensores de campo elétrico extremamente sensíveis, capazes de detectar a carga de um único elétron.
[Imagem: QuTech]

Computação quântica em silício

Pesquisadores dos Países Baixos apresentaram um processador quântico de silício com seis qubits.

Parece um recorde pouco expressivo perto das dezenas de qubits dos processadores baseados em supercondutores, mas o fato de ser feito em silício significa que ele pode ser muito mais facilmente escalonável, já que é fabricado com as mesmas técnicas da microeletrônica atual.

Mas é mais do que isso: Os seis qubits de elétrons únicos estão montados em uma matriz totalmente interoperável, o que significa que os qubits podem ser configurados para criar diferentes portas lógicas, as unidades básicas com que são feitas as computações.

Para fazer os qubits, elétrons individuais são colocados em uma matriz linear de seis pontos quânticos, espaçados uns dos outros por 90 nanômetros.

A matriz de pontos quânticos é fabricada em um chip de silício com estruturas que se assemelham muito ao transístor, o componente fundamental em todo circuito eletrônico.

A equipe demonstrou que é possível usar radiação de micro-ondas, campos magnéticos e potenciais elétricos para controlar e medir o spin dos elétrons individuais e fazê-los interagir uns com os outros.

Protótipo do processador quântico de silício de seis qubits de elétron único.
[Imagem: Stephan G. J. Philips et al. - 10.1038/s41586-022-05117-x]

Resistente a erros

Os qubits de elétrons se mostraram incrivelmente resilientes ao ruído, operando com uma baixa taxa de erro, obtida com o novo design do chip, um procedimento de calibração automatizado e novos métodos para inicialização e leitura de cada qubit. Juntos, esses avanços pavimentam o caminho para um computador quântico escalonável baseado em silício.

"O desafio da computação quântica hoje consiste em duas partes," explicou o pesquisador Stephan Philips, da Universidade de Tecnologia de Delft. "Desenvolver qubits que tenham uma qualidade suficientemente boa e desenvolver uma arquitetura que permita construir grandes sistemas de qubits. Nosso trabalho se encaixa em ambas as categorias. E como o objetivo geral de construir um computador quântico é um esforço enorme, acho que é justo dizer que demos uma contribuição na direção certa."

Outras equipes já construíram matrizes com mais de 50 qubits supercondutores, que é uma plataforma diferente. No entanto, a disponibilidade global da infraestrutura de engenharia e fabricação baseado no silício dá aos processadores quânticos de silício a promessa de uma migração mais fácil do laboratório para a indústria. Até agora, só havia sido apresentado um processador quântico de silício com três qubits.

Mais tópicos