Um novo modelo teórico envolve espremer luz até a quantidade certa para transmitir informações com precisão usando partículas subatômicas. Cientistas da Universidade de Hokkaido e da Universidade de Kyoto relatam que essa abordagem teórica da computação quântica é 10 bilhões de vezes mais tolerante a erros do que os modelos teóricos atuais. Seu método tem aplicação em computadores quânticos que usam as diversas propriedades das partículas subatômicas para transmitir, processar e armazenar quantidades extremamente grandes de informações complexas, permitindo a modelagem de processos químicos complexos muito melhor e mais rápido do que os computadores modernos.

Atualmente, os computadores armazenam dados codificando-os em "bits". Um bit pode existir em um de dois estados:zero e um. Os cientistas têm investigado maneiras de empregar partículas subatômicas, chamados de "bits quânticos, "que pode existir em mais de dois estados, para o armazenamento e processamento de quantidades muito maiores de informações. Os bits quânticos são os blocos de construção dos computadores quânticos.

Uma dessas abordagens envolve o uso de propriedades inerentes aos fótons de luz, codificação de informações como bits quânticos em um feixe de luz, digitalizando padrões do campo eletromagnético. Mas as informações codificadas podem ser perdidas das ondas de luz durante a computação quântica, levando a um acúmulo de erros. Para reduzir a perda de informações, os cientistas têm experimentado "espremer" a luz. A compressão é um processo que remove pequenas flutuações de nível quântico, referido como ruído, de um campo eletromagnético. O ruído introduz um certo nível de incerteza na amplitude e na fase do campo eletromagnético. A compressão é, portanto, uma ferramenta eficiente para a implementação óptica de computadores quânticos, mas o uso atual é inadequado.

Em artigo publicado na revista Revisão Física X , Akihisa Tomita, um físico aplicado da Universidade de Hokkaido, e seus colegas sugeriram uma nova maneira de reduzir drasticamente os erros ao usar essa abordagem. Eles desenvolveram um modelo teórico que usa tanto as propriedades dos bits quânticos quanto os modos do campo eletromagnético em que eles existem. A abordagem envolve espremer a luz removendo bits quânticos propensos a erros, quando os bits quânticos se agrupam.

Este modelo é 10 bilhões de vezes mais tolerante a erros do que os métodos experimentais atuais, o que significa que tolera até um erro a cada 10, 000 cálculos. "A abordagem é alcançável usando as tecnologias disponíveis atualmente, e poderia avançar ainda mais no desenvolvimento da pesquisa de computação quântica, "diz Akihisa Tomita da Universidade de Hokkaido.