Pesquisadores da Universidade de Oxford estabeleceram um novo recorde de velocidade para as 'portas lógicas' que formam os blocos de construção da computação quântica - uma tecnologia que pode transformar a maneira como processamos informações.

Computadores quânticos, que funcionam de acordo com as leis da física quântica, têm o potencial de diminuir o poder de processamento dos computadores clássicos de hoje. A equipe de Oxford está usando uma técnica de íons presos para desenvolver seu computador, em que portas lógicas colocam dois átomos carregados - contendo informações na forma de bits quânticos, ou qubits - em um estado de emaranhamento quântico. Descrito por Einstein como 'assustador', o emaranhamento está no cerne da tecnologia quântica e significa que as propriedades dos dois átomos permanecem ligadas, mesmo quando eles estão separados por grandes distâncias.

O estudo, realizado por cientistas do Conselho de Pesquisa em Ciências Físicas e de Engenharia (EPSRC), financiado pelo Networked Quantum Information Technologies Hub (NQIT), que é liderado pela Universidade de Oxford, é relatado no jornal Natureza . A pesquisa baseia-se em trabalhos anteriores em que a equipe, liderado pelo Professor David Lucas e Professor Andrew Steane do Departamento de Física de Oxford, alcançou um recorde mundial de precisão da porta lógica, alcançando a precisão exigente definida por modelos teóricos de computação quântica.

Os principais autores do artigo são a estudante de doutorado de Oxford, Vera Schäfer, e o Dr. Chris Ballance, pesquisador no Magdalen College, Oxford. Vera Schäfer disse:'A computação quântica será ideal para tarefas como a fatoração de grandes números ou a simulação de reações complexas entre moléculas para ajudar no desenvolvimento de medicamentos.

'Trabalhos anteriores em nosso grupo produziram portas lógicas quânticas com precisão recorde. Em seguida, começamos a trabalhar para aumentar a velocidade dessas portas sem comprometer sua precisão, o que é complicado. Íons presos se movem como um pêndulo durante a operação do portão, mas quando esse processo é acelerado, eles se tornam sensíveis a uma série de fatores que causam erros.

'Fazendo uso de uma técnica que molda com precisão a força sobre os íons, de modo que o desempenho da porta se torna robusto a esses fatores, fomos capazes de aumentar a velocidade por um fator de 20 a 60 em comparação com as melhores portas anteriores - 1,6 microssegundos de duração, com precisão de 99,8%.

'Nós agora produzimos a maior fidelidade e o portão mais rápido, chegando a um ponto em que nossas portas são, em princípio, boas o suficiente para a computação quântica. O próximo passo é pensar sobre isso em termos práticos e trabalhar no sentido de expandir nosso sistema para criar um computador quântico viável. '

O professor Lucas disse:'Os qubits de íons presos há muito tempo são a pedra de toque da precisão no mundo da computação quântica, e também têm o bom recurso de interface natural com fótons para aplicativos de rede. Mas uma desvantagem era que as operações básicas de emaranhamento eram sempre bastante lentas. Em nosso último experimento, fomos capazes de gerar emaranhamento em tempos tão curtos quanto 480 nanossegundos, demonstrando que a velocidade lógica não tem que ser limitada pela escala de tempo natural do movimento do "pêndulo" dos íons. '