Pesquisadores da Universidade de Yale demonstraram uma das etapas principais na construção da arquitetura para computadores quânticos modulares:o "teletransporte" de uma porta quântica entre dois qubits, sob demanda.

As descobertas aparecem online em 5 de setembro no jornal Natureza .

O princípio fundamental por trás deste novo trabalho é o teletransporte quântico, uma característica única da mecânica quântica que foi usada anteriormente para transmitir estados quânticos desconhecidos entre duas partes sem enviar fisicamente o próprio estado. Usando um protocolo teórico desenvolvido na década de 1990, Os pesquisadores de Yale demonstraram experimentalmente uma operação quântica, ou "portão, "sem depender de nenhuma interação direta. Essas portas são necessárias para a computação quântica que depende de redes de sistemas quânticos separados - uma arquitetura que muitos pesquisadores dizem que pode compensar os erros inerentes aos processadores de computação quântica.

Por meio do Yale Quantum Institute, uma equipe de pesquisa de Yale liderada pelo investigador principal Robert Schoelkopf e o ex-aluno de graduação Kevin Chou está investigando uma abordagem modular para a computação quântica. Modularidade, que pode ser encontrado em tudo, desde a organização de uma célula biológica até a rede de motores do último foguete SpaceX, provou ser uma estratégia poderosa para construir grandes, sistemas complexos, dizem os pesquisadores. Uma arquitetura modular quântica consiste em uma coleção de módulos que funcionam como pequenos processadores quânticos conectados em uma rede maior.

Os módulos nesta arquitetura têm um isolamento natural uns dos outros, o que reduz as interações indesejadas por meio do sistema maior. No entanto, esse isolamento também torna a execução de operações entre os módulos um desafio distinto, de acordo com os pesquisadores. As portas teleportadas são uma forma de implementar operações entre os módulos.

"Nosso trabalho é a primeira vez que este protocolo é demonstrado onde a comunicação clássica ocorre em tempo real, permitindo-nos implementar uma operação 'determinística' que realiza a operação desejada todas as vezes, "Chou disse.

Computadores quânticos totalmente úteis têm o potencial de atingir 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.

Cálculos quânticos são feitos por meio de bits delicados de dados chamados qubits, que estão sujeitos a erros. Em sistemas quânticos experimentais, qubits "lógicos" são monitorados por qubits "auxiliares" para detectar e corrigir erros imediatamente. "Nosso experimento é também a primeira demonstração de uma operação de dois qubits entre qubits lógicos, "Schoelkopf disse." É um marco em direção ao processamento de informações quânticas usando qubits corrigíveis de erro. "