Cinqüenta é um número crítico para computadores quânticos capazes de resolver problemas que os supercomputadores clássicos não conseguem resolver. Provar a supremacia quântica requer pelo menos 50 qubits. Para computadores quânticos trabalhando com luz, é igualmente necessário ter pelo menos 50 fótons. E o que mais, esses fótons têm que ser perfeitos, ou então eles irão piorar suas próprias capacidades quânticas. É essa perfeição que torna difícil perceber. Não é impossível, Contudo, que cientistas da Universidade de Twente demonstraram ao propor modificações na estrutura cristalina dentro das fontes de luz existentes. Suas descobertas são publicadas em Revisão Física A .

Os fótons são promissores no mundo da computação quântica, com suas demandas de emaranhamento, superposição e interferência. Estas são propriedades dos qubits, também. Eles permitem construir um computador que opera de uma maneira totalmente diferente de fazer cálculos com bits padrão que representam uns e zeros. Por muitos anos agora, pesquisadores previram computadores quânticos capazes de resolver problemas muito complexos, como calcular instantaneamente todas as vibrações em uma molécula complexa.

A primeira prova da supremacia quântica já está lá, realizado com qubits supercondutores e em problemas teóricos muito complicados. Cerca de 50 blocos de construção quânticos são necessários, no mínimo, se eles estão na forma de fótons ou qubits. O uso de fótons pode ter vantagens sobre os qubits:eles podem operar em temperatura ambiente e são mais estáveis. Há uma condição importante:os fótons precisam ser perfeitos para chegar ao número crítico de 50. Em seu novo artigo, Os cientistas da UT já demonstraram que isso é viável.

Jogando fora parte do fóton

Mas o que é um "fóton perfeito, "de qualquer maneira? A fonte de luz do fóton pode ser com perdas, nesse caso, um fóton esperado não aparecerá. Mas você também pode perder um fóton - e, portanto, os resultados da computação - movendo-se por um conjunto de canais condutores de luz para cálculos quânticos. A principal causa da imperfeição, Contudo, é que a fonte de luz produz fótons que são ligeiramente diferentes, quando eles deveriam ser exatamente os mesmos. Imagine um par de fótons que sai da fonte de luz, dos quais um é vermelho e o outro é um pouco mais laranja. Eles têm muito, mas não o suficiente, em comum. Usar um filtro para torná-los vermelhos parece óbvio. Mas você vai perder parte do fóton, tornando assim os cálculos quânticos impossíveis, como as imperfeições permanecem acopladas. Mesmo em um sistema que pode lidar com algumas imperfeições, o número crítico de 50 nunca é alcançado, e lá vai a supremacia.

Domínios Crystal

Os pesquisadores voltaram ao básico - à fonte de luz, para determinar se há espaço para melhorias. Eles queriam melhorar a estrutura cristalina da fonte de luz. Jogando com a orientação preferida nos cristais e dividindo-os em domínios, era possível produzir luz com as propriedades desejadas. Há alguns anos, pesquisadores têm trabalhado em domínios fixos. Variando os domínios, Contudo, é necessário para uma melhor adaptação das propriedades da luz. Em muitos laboratórios ao redor do mundo, os pesquisadores estão estudando esse método de manipulação da luz. Esta nova publicação adiciona uma nova maneira de otimizar o cristal, abordando a realização de fótons perfeitos.