Um passo importante para o desenvolvimento do computador quântico

Cientistas de Oxford desenvolvem portas lógicas quânticas com precisão de 99,9%

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Computadores quânticos revolucionarão o processamento de dados no futuro

Mais um passo importante foi dado na direção da construção do chamado “computador quântico”, novidade que vai representar um enorme avanço na tecnologia da informação. O processamento quântico, usado nessas futuras máquinas, funciona baseado nas leis da física quântica, e tem potencial para fazer com que os atuais computadores não passem de carroças velhas, de tão lentos.

Pesquisadores da Universidade de Oxford, na Grã-Bretanha, alcançaram 99,9% de precisão num componente essencial na arquitetura dos processadores quânticos: a porta lógica. O feito, teoricamente, permite a construção do computador quântico.

A porta lógica quântica coloca dois átomos em um estado chamado de ‘entrelaçamento quântico’, e é fundamental para o processamento. O entrelaçamento quântico – um fenômeno definido como “esquisito” por Einstein, mas que está no coração de toda tecnologia quântica – acontece quando duas partículas permanecem conectadas e causam efeitos uma na outra mesmo quando separadas por grandes distâncias.

A pesquisa foi realizada por cientistas do Engineering and Physical Sciences Research Council-Networked Quantum Information Technologies Hub, institutos ligados à universidade de Oxford, segundo noticiou o jornal Physical Review Letters.

Um dos cientistas envolvidos no trabalho, Chris Ballance, comentou o feito: “O desenvolvimento de um ‘computador quântico’ é um dos maiores desafios tecnológicos do século 21. Trata-se de uma máquina que processa informações de acordo com as leis da física quântica, que por sua vez governam o comportamento de partículas microscópicas na escala do átomo e menores que ele. É importante ressaltar que essa não é somente uma tecnologia diferente para as tarefas realizadas pelos computadores atuais; é uma forma fundamentalmente diferente de processar informações. Acontece que esse modo quanto-mecânico de manipular a informação dá uma capacidade aos computadores quânticos de resolver problemas de forma muito mais eficiente que qualquer computador convencional concebível. Um desses problemas é relativo a códigos de segurança, outro é a busca em grandes bancos de dados. Os computadores quânticos são naturalmente adequados para simular outros sistemas quânticos, o que pode ajudar, por exemplo, no nosso entendimento das moléculas mais complexas e relevantes para a química e a biologia.”

A tecnologia quântica é uma área complexa, mas uma analogia comum para explicar o conceito de computação quântica seria a possibilidade de ler todos os livros de uma biblioteca ao mesmo tempo, enquanto o processamento convencional precisa ler um após o outro. É uma simplificação exagerada, mas útil para demonstrar o quanto o novo sistema pode revolucionar o processamento da informação.

O professor David Lucas, outro envolvido no projeto e também de Oxford, explica: “O conceito de ‘entrelaçamento quântico’ é fundamental para a computação quântica e descreve uma situação onde dois objetos quânticos – no nosso caso, dois átomos – compartilham um estado quântico. Isso significa que a medição das propriedades de um deles nos diz alguma coisa sobre o outro. Uma porta lógica quântica é uma operação na qual dois átomos independentes são postos nesse estado de  entrelaçamento quântico. A precisão da porta é a medida da sua eficácia: no nosso caso, 99,9% de precisão significa que, em média, obtivemos sucesso no entrelaçamento de 999 em 1000 casos.

“Para colocar isso em contexto, a teoria quântica diz que simplesmente não é possível construir um computador quântico quando a precisão é menor que 99%. Com 99,9% é teoricamente possível construir um computador quântico, mas na prática seria muito difícil e extremamente caro. Se no futuro chegarmos a 99,99%, as perspectivas serão muito mais favoráveis.”

Lucas diz ainda: “Chegar a 99,9% de precisão numa porta lógica quântica é uma marca importante no caminho para chegar ao computador quântico. As portas lógicas em si não constituem um computador quântico, mas não se pode construir um sem elas.

“Uma analogia com a tecnologia atual seria como dizer que finalmente desenvolvemos um transistor com perfomance boa o suficiente para fazer circuitos lógicos, embora a tecnologia para interconectar milhares desses transistores para construir com eles um computador ainda esteja nos seus primórdios,” concluiu Lucas.