Um novo estudo realizado por cientistas da Universidade de Bristol nos traz um passo significativo mais perto de liberar o potencial revolucionário da computação quântica, aproveitando a tecnologia de fabricação de silício para construir circuitos ópticos quânticos complexos no chip.

Os computadores quânticos oferecem uma abordagem nova e estimulante para resolver problemas que atualmente são intratáveis, mesmo nos supercomputadores clássicos mais avançados.

Construir um computador quântico no laboratório, entretanto, provou ser um grande desafio.

Pesquisadores do Quantum Engineering Technology Labs (QET Labs) da Universidade estão usando partículas únicas de luz, fótons, para construir circuitos ópticos que processam bits quânticos (qubits) de informação.

Usando os mesmos materiais e instalações de fabricação originalmente desenvolvidas pela indústria eletrônica, Os laboratórios QET demonstraram circuitos altamente complexos em chips de silício que podem processar com precisão um pequeno número de qubits fotônicos. Suas descobertas foram publicadas na revista Optics Express .

Embora os circuitos possam ser feitos quase arbitrariamente grandes, tem sido difícil gerar muitos fótons perfeitos e idênticos ao mesmo tempo para processar grandes quantidades de informações quânticas.

A equipe de pesquisa, liderado pelo Dr. Gary Sinclair e Dr. Imad Faruque, começou a investigar se várias fontes paralelas em um único chip de silício poderiam ser feitas para gerar fótons únicos perfeitos e idênticos.

O Dr. Imad Faruque disse:"Demonstramos pela primeira vez que fótons únicos quase perfeitos podem ser gerados a partir de duas fontes paralelas no mesmo chip de silício.

"Para demonstrar isso, pegamos fótons de cada fonte e realizamos um experimento de "interferência quântica":o teste final da qualidade dos fótons. "

Os resultados mostraram que, usando as técnicas atuais, os fótons gerados em várias fontes em paralelo podem ser feitos até 92 por cento idênticos entre si, e que deve ser possível melhorar ainda mais usando os métodos mais recentes propostos.

O Dr. Gary Sinclair acrescentou:"Gerar muitos fótons únicos idênticos em paralelo é essencial se quisermos aumentar os experimentos de prova de princípio atualmente realizados no laboratório em algo grande o suficiente para se tornar uma ferramenta computacional praticamente útil.

“Nosso experimento demonstrou experimentalmente que isso é viável pela primeira vez. Esta demonstração marca um grande passo na computação quântica em silício com fótons e abre caminho para um rápido aumento na escala de demonstrações de computação quântica que são possíveis.

"Embora nossa demonstração seja um passo importante, muitos outros obstáculos permanecem. Nosso próximo objetivo é usar os avanços mais recentes no design de fontes para demonstrar que podemos gerar fótons que são muito mais próximos de 100 por cento idênticos do que os 92 por cento demonstrados até agora. "