Os pesquisadores estabeleceram um novo recorde para o emaranhamento quântico – trazendo computadores quânticos confiáveis um passo mais perto da realidade. Os cientistas emaranharam com sucesso 24 “qubits lógicos” – bits quânticos de informação de baixo erro criados pela combinação de vários qubits físicos. Este é o maior número já alcançado até hoje.
Eles também demonstraram que os qubits lógicos podem manter a correção de erros à medida que o número de qubits aumenta, um passo crucial em direção a sistemas quânticos maiores e mais tolerantes a falhas. Os pesquisadores detalharam seu trabalho em um estudo publicado em 18 de novembro no banco de dados de pré-impressão arXiv.
Apesar da incrível promessa de computação quânticavárias barreiras importantes impedem substituindo a computação clássica. Um desses obstáculos é controlar qubits — as unidades básicas da informação quântica — o que é extremamente difícil.
Ao contrário dos 1s e 0s binários dos bits de computador tradicionais, os qubits operam em um conjunto de mecânica totalmente diferente – mecânica quânticapara ser mais preciso. Embora os qubits possam existir como 1s e 0s, eles também podem existir como ambos ao mesmo tempo, um fenômeno conhecido como sobreposição. Isso torna a medição de qubits um grande desafio.
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Dois outros fenômenos quânticos, coerência e emaranhamentocoloque chaves adicionais em ação. Coerência é uma medida de quanto tempo os qubits mantêm o estado desejado necessário para processar cálculos quânticos. Os tempos de coerência são geralmente medidos em frações de segundo e pode ser perturbado pelo mais ínfimo dos factores ambientais.
Quando os qubits perdem a coerência, muitas vezes também perdem o emaranhamento – um mecanismo pelo qual o estado de um qubit está diretamente ligado ao de outro. Esta perda de coerência e emaranhamento afeta negativamente a capacidade dos computadores quânticos de realizar cálculos com precisão e confiabilidade.
Insira o qubit lógico
Nos últimos anos, os pesquisadores têm se concentrado cada vez mais nos qubits lógicos como meio de superar a fragilidade dos qubits físicos.
Embora os qubits físicos sejam normalmente feitos de partículas carregadas, como íons ou supercondutor circuitos, qubits lógicos são criados pela codificação de informações quânticas em vários qubits físicos. Essa arquitetura fornece um sistema de correção de erros, de modo que se um qubit ficar instável ou perder informações, os outros qubits possam detectá-lo e corrigi-lo.
Os cientistas emaranharam com sucesso seus recordes de 24 qubits lógicos usando o “processador quântico de átomo neutro” da Atom Computing, que processa e armazena informações quânticas manipulando indivíduos átomos com lasers e o “sistema de virtualização qubit” da Microsoft, uma plataforma de software que ajuda a gerenciar e estabilizar qubits, detectando e corrigindo erros em tempo real.
Embora 24 possa não parecer um número enorme, a capacidade de entrelaçar tantos qubits lógicos representa um marco importante para a criação de escaláveis, sistemas quânticos tolerantes a falhasdisseram os pesquisadores.
“A computação quântica tolerante a falhas é essencial para poder resolver grandes problemas computacionais que permitem valor científico e econômico além da computação clássica, e requer a integração de múltiplas tecnologias avançadas e algoritmos quânticos de correção de erros para fornecer recursos computacionais confiáveis suficientes de forma sustentável, ” Representantes do Atom disseram em uma declaração. “Com esses resultados (nós) demonstramos agora todos os ingredientes-chave necessários para apoiar a correção de erros quânticos.”
Os pesquisadores também mostraram como qubits lógicos podem executar tarefas complexas e manter os erros sob controle à medida que os computadores quânticos aumentam. Usando o mesmo sistema Atom, eles criaram e executaram cálculos em 28 qubits lógicos, provando que é possível manter a correção de erros à medida que os sistemas quânticos se tornam mais poderosos e complexos.
“Ao acoplar nossos qubits de átomos neutros de última geração ao sistema de virtualização de qubits da Microsoft, agora podemos oferecer qubits lógicos confiáveis em uma máquina quântica comercial”, Ben Bloomfundador e CEO da Atom Computing, disse em um declaração. “Este sistema permitirá um rápido progresso em vários campos, incluindo química e ciência dos materiais.”
