A colaboração de pesquisa entre a UNSW e a Universidade de Sydney superou um obstáculo fundamental para a construção de computadores quânticos em silício, abrindo o caminho para desenvolver ainda mais as máquinas em escala.

Os dois grupos, liderado pelo Professor David Reilly da Universidade de Sydney e Professor Andrew Dzurak da UNSW, demonstraram que o estado, ou valor, de um bit quântico (qubit) em silício pode ser lido de uma forma que elimina a necessidade de ter sensores de leitura ao lado dos qubits.

O resultado é publicado hoje em Nature Nanotechnology .

O professor Dzurak disse:"Este artigo combinou o uso de uma técnica de eletrodo de porta única para ler informações - um método desenvolvido pelo grupo de David Reilly em 2013 - com a exigência de leitura única de qubits que podem ser fabricados usando o chip de silício existente tecnologia - um recurso que desenvolvemos em 2014. Essa combinação é muito importante para a escalabilidade. "

Qubits são os blocos de construção para computadores quânticos. Bilhões deles precisarão ser construídos em matrizes complexas antes que essas máquinas futurísticas possam ser aplicadas para resolver desafios importantes que a humanidade enfrenta, incluindo o design de novos medicamentos ou auxiliando no desenvolvimento de aprendizado de máquina. Isso apresenta problemas de projeto complexos.

Ao remover a necessidade de sensores de leitura paralelos, o resultado conjunto permite uma arquitetura de computação muito mais simples, significando que muitos mais qubits podem ser construídos lado a lado.

O professor Dzurak disse que a demonstração da leitura de um qubit em silício é um resultado cujo tempo chegou.

"Quatro equipes de pesquisa em todo o mundo desenvolveram técnicas de leitura muito semelhantes em silício basicamente ao mesmo tempo, tudo baseado na técnica de portal único de David, "Professor Dzurak disse." Dois deles na Austrália, um na França e um na Holanda. "

"Este é um ótimo resultado que mostra que a colaboração científica é a chave para alcançar uma tolerância a falhas, computador quântico universal, "disse o professor Reilly, que ocupa uma posição conjunta na Universidade de Sydney e é Diretor do Laboratório Microsoft Quantum.

“Essa máquina não será construída em um único laboratório ou instituto. Exigirá cooperação em escala global, trabalhando com algumas das maiores empresas de tecnologia do mundo. "

Professor Reilly, também investigador-chefe do ARC Center of Excellence for Engineered Quantum Systems, disse:"Nosso resultado é uma evidência real de que a massa crítica de pessoas em Sydney está criando algo maior do que a soma de suas partes. Não se trata apenas de atividades paralelas em diferentes instituições."

Professor Dzurak, que liderou o projeto na UNSW, é Diretor da Instalação Nacional de Fabricação da Austrália (ANFF) na UNSW e Investigador Chefe no Centro de Excelência para Computação Quântica e Tecnologia de Comunicação da ARC. Ele disse que Sydney tem um dos ecossistemas de pesquisa quântica mais fortes do mundo.

"Não consigo pensar em outra cidade no mundo com tantas pessoas fazendo computação quântica, "disse ele." Temos equipes na UNSW, Sydney, Macquarie e UTS trabalhando em todo o espectro:em hardware, controle quântico, medição quântica até o software quântico. Está tudo aqui em Sydney. "

O professor Reilly disse que essa pesquisa está sendo feita paralelamente à comercialização da tecnologia.

"Tenho um cargo na Microsoft e Andrew lidera um projeto com a Silicon Quantum Computing. Trabalhando juntos, estamos mostrando uma forte colaboração acadêmica ao lado de uma economia quântica emergente, " ele disse.

O professor Dzurak disse:"Uma das melhores coisas sobre esse resultado é que ele foi elaborado por pessoas que vêm de todo o mundo para Sydney, atraídos pelo forte ecossistema da ciência quântica que construímos aqui. "

O autor principal do artigo e UNSW Ph.D. aluna, Anderson West, disse:"Fiquei atraído por trabalhar com o professor Dzurak e sua equipe dos Estados Unidos, pois fiquei realmente impressionado com o que eles estavam fazendo com qubits de silício."

O autor correspondente, Dr. Bas Hensen, ingressou na UNSW da Holanda, onde ele já havia feito um nome para si mesmo demonstrando experimentalmente um princípio fundamental da mecânica quântica usando qubits emaranhados em diamante. Ele disse:"Eu estava ansioso para me envolver com qubits em silício e a UNSW era claramente o lugar para estar para isso."

Dr. Alexis Jouan da Universidade de Sydney, quem contribuiu com a pesquisa, é originalmente da França, onde estudou supercondutores bidimensionais em alta frequência. Ele disse:"Estou muito feliz por estar no grupo Reilly em Sydney, que é um dos melhores lugares para continuar explorando o mundo quântico. "