O trabalho mais recente de Yale expandindo o alcance da ciência da informação quântica é, na verdade, um jogo de arremesso quântico e captura.

Em um novo estudo publicado em 23 de abril na revista Física da Natureza , Os pesquisadores de Yale "lançam" um qubit - um pequeno pedaço de dados quânticos - de um ponto físico em uma cavidade de micro-ondas para um ponto separado em uma cavidade diferente. É a primeira vez que uma transmissão quântica de ponta a ponta é feita sob demanda e representa o primeiro de dois experimentos de Yale envolvendo tecnologias "pitch-and-catch" que serão publicadas este ano.

A computação quântica oferece a possibilidade de velocidades de computação ordens de magnitude mais rápidas do que os supercomputadores de hoje. Os pesquisadores de Yale estão na vanguarda dos esforços para desenvolver os primeiros computadores quânticos totalmente úteis, e fizeram um trabalho pioneiro em computação quântica com circuitos supercondutores.

Mas, para que um computador quântico execute algoritmos mais complexos, vai precisar de mais poder de processamento, assim como um computador clássico faz. Fazer isso, os qubits devem interagir uns com os outros - é por isso que um recurso de "pitch and catch" seria útil.

"Nossa abordagem é usar uma rede quântica para conectar muitos qubits em módulos independentes, "disse Christopher Axline, um estudante de graduação de Yale e co-autor principal do novo estudo. "A estratégia é semelhante a agrupar computadores em uma rede local."

Axline trabalha no laboratório de Yale de Robert Schoelkopf, o investigador principal do estudo. Os outros co-autores do estudo são o estudante de graduação de Yale Luke Burkhart e o ex-associado de pós-doutorado de Yale Wolfgang Pfaff, que agora está na Microsoft.

O trabalho anterior dos pesquisadores lhes permitiu lançar um qubit, preservando suas informações. Agora eles podem pegar as informações, também.

"Você pode pensar que pegar nosso qubit voador seria uma extensão direta de nosso outro trabalho, mas na verdade requer algum tratamento cuidadoso, "Burkhart disse." Significava variar a rapidez, e com que frequência, a informação é divulgada. Se abrirmos as comportas e deixarmos a energia fluir o mais rápido possível, vai sobrecarregar o apanhador. "

Em vez de, os pesquisadores cuidadosamente moldam seu pitch-and-catch ao longo do tempo, para que ambas as extremidades da transação estejam sincronizadas.

Outra novidade do experimento é o uso das cavidades - além do próprio qubit - como memória para o sistema. "Grande parte da pesquisa em nosso laboratório e no Yale Quantum Institute se concentra em como tirar proveito dos modos de cavidade para o processamento de informações quânticas, "Axline disse." Cavidades supercondutoras são os lugares mais seguros onde podemos armazenar informações quânticas, e ainda mais importante, as cavidades são flexíveis quanto à forma das informações armazenadas. "

Este jogo quântico de pitch e catch também inclui o emaranhamento quântico, um conceito-chave na física quântica e um requisito em qualquer algoritmo quântico. Neste caso, significa que o arremessador está lançando e não lançando, simultaneamente.

"Nós enredamos os estados entre o arremessador e o apanhador, "Burkhart disse." Este emaranhado remoto será crucial nas redes quânticas. "