Os pesquisadores da Universidade de Copenhagen avançaram sua tecnologia quântica a tal ponto que a tecnologia de computação clássica não consegue mais acompanhar. Eles desenvolveram um chip que, com apoio financeiro, poderia ser ampliado e usado para construir o simulador quântico do futuro. Seus resultados agora são publicados em Avanços da Ciência .

Primeiro veio o Google. Agora, pesquisadores do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhague, em colaboração com a Universidade de Bochum, juntaram-se ao Google na corrida para construir o primeiro computador quântico do mundo com o que eles estão chamando de "grande avanço".

"Agora possuímos a ferramenta que torna possível construir um simulador quântico que pode superar um computador clássico. Este é um grande avanço e o primeiro passo em um território desconhecido no mundo da física quântica, "afirma o professor Peter Lodahl, Diretor do Center for Hybrid Quantum Networks (Hy-Q).

Especificamente, os pesquisadores desenvolveram um nanochip com menos de um décimo da espessura de um cabelo humano. O chip permite que eles produzam partículas de luz estáveis ​​suficientes, conhecidos como fótons, codificado com informações quânticas para aumentar a tecnologia, e assim fazendo, pode alcançar o que é conhecido como 'vantagem quântica':o estado em que um dispositivo quântico pode resolver uma determinada tarefa computacional mais rápido do que o supercomputador mais poderoso do mundo.

Embora os pesquisadores ainda não tenham realizado um experimento real de "vantagem quântica", o artigo deles em Avanços da Ciência prova que seu chip produz um recurso de mecânica quântica que pode ser usado para alcançar 'vantagem quântica' com tecnologia já demonstrada.

Para atingir este estado, é necessário controlar cerca de 50 bits quânticos, "qubits" - o equivalente da física quântica aos bits binários de zeros e uns usados ​​em nossos computadores clássicos - em uma configuração experimental abrangente que está muito além dos recursos financeiros da própria universidade.

"Pode custar-nos 10 milhões de euros para realizar um experimento real que controla simultaneamente 50 fótons, como o Google fez com qubits supercondutores. Simplesmente não podemos pagar por isso. Contudo, o que nós, como pesquisadores científicos, podemos fazer é desenvolver uma fonte de fótons e provar que ela pode ser usada para obter "vantagem quântica". Desenvolvemos o bloco de construção fundamental, "explica o professor assistente Ravitej Uppu, autor principal dos resultados.

"Enquanto isso, usaremos nossas fontes de fótons para desenvolver simuladores quânticos novos e avançados para resolver problemas bioquímicos complexos que podem, por exemplo, ser usado para desenvolver novos medicamentos. Então, já estamos preparando os próximos passos para a tecnologia. Estar em uma universidade permite estabelecer a base de uma tecnologia e demonstrar as possibilidades, Considerando que o upscaling de tecnologia definitiva requer maior investimento. Trabalharemos para estabelecer um forte consórcio europeu de parceiros acadêmicos e industriais com foco na construção de simuladores quânticos fotônicos com 'vantagem quântica, '"continua Peter Lodahl.

Um futuro brilhante para computadores quânticos de upscaling Existem várias escolas no mundo do desenvolvimento de qubit para computadores quânticos, dependendo de quais "blocos de construção quânticos" se começa com:átomos, elétrons, ou fótons. Cada plataforma tem prós e contras, e continua difícil de prever, qual tecnologia triunfará.

A principal vantagem dos computadores quânticos baseados em luz é que a tecnologia já está disponível para aumentar a escala para muitos qubits devido à disponibilidade de chips fotônicos avançados, que foram desenvolvidos para a indústria de telecomunicações. Um grande desafio para gerar qubits de fótons tem sido fazê-lo com qualidade suficientemente alta. É precisamente aqui que os pesquisadores de Copenhague alcançaram seu avanço.

"A Dinamarca e a Europa têm orgulhosas tradições em pesquisa de óptica quântica, e, ao mesmo tempo, uma forte indústria e infraestrutura de telecomunicações. Seria realmente emocionante combinar esses pontos fortes em uma iniciativa em grande escala dedicada a computadores quânticos fotônicos. Seria fantástico fazer parte de um processo que se estende desde a física quântica fundamental até novas aplicações tecnológicas, "diz Peter Lodahl.