O grupo de teoria liderado por Gonzalo Muga do Departamento de Físico-Química da UPV / EHU se uniu ao grupo experimental do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia de Boulder, Estados Unidos, liderado por David Wineland, o Prêmio Nobel de Física de 2012, para projetar um íon de dois, robusto, porta lógica quântica ultrarápida capaz de funcionar em menos de um microssegundo. Este estudo foi publicado em fevereiro na revista Revisão Física A .
Esta pesquisa teórica explora o que poderia ser alcançado além das limitações tecnológicas atuais para motivar ainda mais o progresso experimental. Junto com qubits (a versão quântica do bit 0/1), portas lógicas são os componentes básicos de um computador quântico. Eles precisam ser rápidos não apenas para acelerar os cálculos, mas também para minimizar as interações prejudiciais com o ruído ambiental.
Nos anos 1980, Richard Feynman propôs um "computador quântico" que superaria os computadores comuns ao explorar propriedades quânticas, como a possibilidade de calcular vários caminhos em paralelo. Mais de 30 anos depois, ainda é difícil perceber tecnologicamente, porque o comportamento quântico útil dos átomos é facilmente destruído por ruído e interações indesejadas. Ainda assim, os pesquisadores fizeram progressos com novas arquiteturas para controlar os sistemas físicos para que se comportassem conforme o esperado.
Uma das arquiteturas mais avançadas usa íons presos, que podem ser isolados e manuseados com grande precisão usando lasers e eletrodos para produzir qubits e portas quânticas. Portões de dois qubit, como aquele examinado no estudo, pode ser útil para outras aplicações da tecnologia quântica, como comunicações seguras. Isso os torna portões particularmente valiosos, mas projetá-los e fabricá-los é um desafio. Alta precisão e velocidade são cruciais para realizar cálculos arbitrários de forma tolerante a falhas.
De acordo com Gonzalo Muga, este trabalho "é mais um passo em frente entre os muitos que ainda precisam ser dados" em direção a um computador quântico, "capaz de fazer cálculos que não podem ser realizados por um computador tradicional."
