Uma equipe de pesquisadores da Universidade Jiao Tong de Xangai e da Universidade de Ciência e Tecnologia da China desenvolveu um chip que permite caminhadas quânticas bidimensionais de fótons individuais em um dispositivo físico. Em seu artigo publicado no site de acesso aberto, Avanços da Ciência o grupo descreve o chip e por que eles acreditam que desenvolvê-lo foi importante.

Caminhadas quânticas são a versão quântica das caminhadas aleatórias clássicas, que são meios matemáticos para descrever um passeio aleatório natural, por exemplo., simplesmente vagando aleatoriamente. Para descrever essas caminhadas, matemáticos e cientistas da computação usam grades de distribuição de probabilidade que mostram uma posição atual e as próximas etapas possíveis. Caminhadas quânticas são usadas para construir modelos que retratam o crescimento aleatório, redes sofisticadas e complexas, como a rede neural humana. Eles também podem ser usados ​​para criar redes para uso real em aplicativos, e pode um dia ser usado em robôs baseados em quantum.

Como observam os pesquisadores, um computador quântico deve fornecer vantagens exponenciais sobre os sistemas clássicos devido à sua natureza. Para esse fim, os cientistas têm trabalhado para implementar caminhadas quânticas em uma máquina física como parte do desenvolvimento de um computador quântico verdadeiramente útil. Neste novo esforço, os pesquisadores relatam que desenvolveram um chip que realiza caminhadas quânticas em uma grade bidimensional de 49x49 - a maior criada até agora por qualquer equipe.

O chip tridimensional, os relatórios da equipe, foi criado usando uma técnica chamada escrita em femtosegundo. Ele usa a geometria externa de matrizes de guias de ondas fotônicas como um meio para realizar as caminhadas quânticas usando um único fóton. Eles observam também que testaram o chip observando padrões e perfis de variância e comparando-os com estudos de simulação. Eles sugerem ainda que, além de fazer progresso em direção a um computador quântico verdadeiramente útil, o chip também pode ser usado para aumentar o desempenho da computação quântica analógica ou simuladores quânticos.

Se os pesquisadores podem criar computadores quânticos com muito grandes, ou mesmo grades de tamanho ilimitado, pode ser possível criar e usar redes tão complexas quanto o sistema nervoso humano.

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